FR3113130A1 - Corrosion control system in metal structures by ultrasonic guided waves - Google Patents

Abstract

Système de contrôle de la corrosion d’une structure métallique par ondes ultrasonores guidées, au moyen d’une sonde magnétostrictive multiéléments formant un réseau de transducteurs d’émission/réception indépendants de part et d’autre d’une zone à inspecter de la structure, comprenant : des moyens de commutation (70) pour commander séquentiellement dans le temps, l’excitation de chaque transducteur d’émission du réseau de transducteurs d’émission (Ei =1,…,Ne), des moyens d’acquisition (80) pour commander séquentiellement dans le temps l’acquisition du signal de détection délivré par chaque transducteur de réception du réseau de transducteurs de réception (Rj =1,...Nr), en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission, des moyens d’enregistrement d’une matrice de détection correspondant à l’ensemble des signaux de détection acquis, des moyens de traitement (100) de ladite matrice par un algorithme de reconstruction tomographique destiné à fournir une distribution de la variation d’épaisseur en tout point de la zone à inspecter. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 5System for monitoring the corrosion of a metallic structure by guided ultrasonic waves, by means of a multi-element magnetostrictive probe forming a network of independent transmission/reception transducers on either side of a zone to be inspected of the structure , comprising: switching means (70) for controlling sequentially in time, the excitation of each emission transducer of the network of emission transducers (Ei =1,…,Ne), acquisition means (80 ) to control sequentially in time the acquisition of the detection signal delivered by each reception transducer of the network of reception transducers (Rj =1,...Nr), in response to the signal generated by each transmission transducer, means for recording a detection matrix corresponding to all the detection signals acquired, means (100) for processing said matrix by a tomographic reconstruction algorithm intended to provide a distribution ion of the variation in thickness at any point in the area to be inspected. Figure to be published with abstract: Fig. 5

Description

Système de contrôle de la corrosion dans des structures métalliques par ondes guidées ultrasonoresCorrosion control system in metal structures by ultrasonic guided waves

L’invention concerne un système de contrôle non destructif, par ondes ultrasonores guidées, conçu pour la recherche de défauts, en particulier de défauts de corrosion, dans des structures métalliques. L’invention concerne également un procédé de contrôle non destructif mis en œuvre par ce système.The invention relates to a non-destructive testing system, using guided ultrasonic waves, designed for the search for defects, in particular corrosion defects, in metallic structures. The invention also relates to a non-destructive testing method implemented by this system.

L’invention s’applique de façon préférentielle au contrôle de la corrosion des structures métalliques à parois minces, telles que canalisations, tuyauteries, réservoirs, équipements sous pression, etc., et, plus généralement, toutes structures industrielles subissant des dégradations résultant de leurs conditions d’exploitation. En exploitation, ces structures peuvent en effet être le lieu de contraintes mécaniques et d’attaques chimiques importantes, qui favorisent l’apparition de défauts. Compte-tenu du besoin de maintenir ces structures en fonctionnement le plus longtemps possible afin d’en améliorer la rentabilité, les enjeux de sûreté constituent une problématique industrielle majeure dans de nombreux secteurs comme ceux de l’énergie, du transport aérien, de la pétrochimie ou du nucléaire. Ainsi, les méthodes de contrôles non-destructifs (CND) occupent une place importante parmi les réponses apportées à ces enjeux de sûreté, en particulier celles mettant en œuvre des techniques ultrasonores, notamment pour l’évaluation des défauts de corrosion des structures métalliques à parois minces, qui est un des phénomènes d’endommagement les plus pénalisant pour les secteurs précités.The invention applies preferentially to the control of the corrosion of metal structures with thin walls, such as pipes, pipes, tanks, pressure equipment, etc., and, more generally, all industrial structures undergoing degradation resulting from their operating conditions. In operation, these structures can in fact be the site of significant mechanical stresses and chemical attacks, which promote the appearance of defects. Given the need to keep these structures in operation for as long as possible in order to improve their profitability, security issues constitute a major industrial problem in many sectors such as energy, air transport, petrochemicals or nuclear. Thus, non-destructive testing (NDT) methods occupy an important place among the responses provided to these safety issues, in particular those implementing ultrasonic techniques, in particular for the evaluation of corrosion defects in metal structures with walls. thin, which is one of the most penalizing damage phenomena for the aforementioned sectors.

La corrosion des structures métalliques est un phénomène complexe qui dépend fortement des conditions de fonctionnement et environnementales. Elle peut survenir sous différentes formes telles que les piqûres, les fissures de fatigues ou encore la perte de l’épaisseur. Nous nous intéressons ici plus particulièrement à ce dernier type de défaut de corrosion.Corrosion of metal structures is a complex phenomenon that strongly depends on operating and environmental conditions. It can occur in different forms such as pitting, fatigue cracks or loss of thickness. We are particularly interested here in this last type of corrosion defect.

Parmi les techniques de contrôles non-destructifs par ultrasons, celles utilisant les ondes ultrasonores guidées apparaissent comme étant particulièrement prometteuses, non seulement pour la détection et la caractérisation des défauts de de corrosion, mais plus généralement pour la mise en œuvre de systèmes Contrôle-Santé-Intégré (connus sous l’acronyme SHM pour l’expression anglo-saxonne « Structural Health Monitoring »). En effet, en raison de sa propension à se propager sur de longues distances avec peu de dissipation, ce type d’ondes apparaît particulièrement adapté pour des contrôles d’installations constituées de structures minces de grandes dimensions comme les tubes ou les plaques, ou possédant des zones difficilement accessibles. Les contrôles industriels mettant en œuvre des ondes guidées portent ainsi, le plus souvent, sur des géométries de plaques, préférentiellement d’épaisseur fixe ou des géométries cylindriques, préférentiellement de section invariable, qui définissent la géométrie du guide dans lequel se propagent les ondes guidées. Pour les géométries de plaque, on trouve deux familles d’ondes guidées différentes en fonction de leur polarisation : les modes SH (Shear horizontal) et les modes de Lamb. La première famille de modes correspond aux ondes transverses horizontales dont la polarisation est perpendiculaire à la direction de la propagation. La seconde famille de modes se décompose quant à elle en des modes symétriques S et antisymétriques A suivant les symétries du champ de déplacement dans l’épaisseur du guide. On distingue les modes symétriques Sn et antisymétriques An, dont les déformations sont respectivement symétriques et antisymétriques dans l’épaisseur du guide. L’indice n est un nombre entier qui correspond à l’ordre du mode de propagation. Pour les géométries cylindriques, les modes guidés se propagent le long de l’axe principal de la structure et dans toute l’épaisseur de la section transverse. Ces modes peuvent être soit des modes de torsion, soit des modes de compression, soit encore des modes de flexion.Among the non-destructive ultrasonic testing techniques, those using guided ultrasonic waves appear to be particularly promising, not only for the detection and characterization of corrosion defects, but more generally for the implementation of Health Control systems. -Integrated (known by the acronym SHM for the Anglo-Saxon expression "Structural Health Monitoring"). Indeed, because of its propensity to propagate over long distances with little dissipation, this type of wave appears particularly suitable for testing installations made up of thin structures of large dimensions such as tubes or plates, or having hard-to-reach areas. Industrial controls implementing guided waves thus most often relate to plate geometries, preferably of fixed thickness or cylindrical geometries, preferably of invariable section, which define the geometry of the guide in which the guided waves propagate. . For plate geometries, there are two different families of guided waves depending on their polarization: SH (horizontal Shear) modes and Lamb modes. The first family of modes corresponds to horizontal transverse waves whose polarization is perpendicular to the direction of propagation. The second family of modes breaks down as for it into symmetric modes S and antisymmetric modes A according to the symmetries of the field of displacement in the thickness of the guide. One distinguishes the symmetric modes Sn and antisymmetric An, whose deformations are respectively symmetric and antisymmetric in the thickness of the guide. The index n is an integer which corresponds to the order of the mode of propagation. For the cylindrical geometries, the guided modes propagate along the principal axis of the structure and in all the thickness of the transverse section. These modes can be either torsion modes, or compression modes, or even bending modes.

Lors d’un contrôle de structure par ondes guidées, l’inspection consiste à émettre une onde ultrasonore suivant une direction donnée via des transducteurs embarqués sur la structure, l’onde ultrasonore se propageant et interagissant avec les éventuelles perturbations présentes sur la structure contrôlée.During a structural inspection by guided waves, the inspection consists of emitting an ultrasonic wave in a given direction via transducers embedded in the structure, the ultrasonic wave propagating and interacting with any disturbances present on the inspected structure.

Le principe de l’utilisation des ondes guidées par effet magnétostrictif pour le contrôle d’une structure de type conduite par exemple est bien connu. Il repose sur l’utilisation de transducteurs magnétostrictifs, préférentiellement avec un patch en matériau magnétostrictif comme matériau d’interface pour générer les ondes guidées dans la structure. Le principe du transducteur magnétostrictif est fondé sur l’effet de magnétostriction. La magnétostriction est la propriété pour certains corps de subir une modification géométrique (contraction, dilatation, flexion, torsion, ...) lorsqu’ils sont soumis à l’'influence d’un champ magnétique. Les alliages métalliques et en particulier les composés ferromagnétiques sont des matériaux magnétostrictifs.The principle of the use of waves guided by magnetostrictive effect for the control of a pipe-type structure, for example, is well known. It is based on the use of magnetostrictive transducers, preferably with a magnetostrictive material patch as interface material to generate the guided waves in the structure. The principle of the magnetostrictive transducer is based on the magnetostriction effect. Magnetostriction is the property for certain bodies of undergoing a geometric modification (contraction, dilation, bending, torsion, etc.) when they are subjected to the influence of a magnetic field. Metallic alloys and in particular ferromagnetic compounds are magnetostrictive materials.

L’intérêt d’utiliser des sondes magnétostrictives en alternative aux sondes piézoélectriques utilisées fréquemment, réside dans le fait qu’elles offrent le choix de modes d’ondes guidées adaptés et dans leur facilité d’intégration en raison de leur faible encombrement par rapport aux transducteurs piézoélectriques pour le type d’application visée par la présente invention.The interest of using magnetostrictive probes as an alternative to the piezoelectric probes used frequently, lies in the fact that they offer the choice of adapted guided wave modes and in their ease of integration due to their small size compared to the piezoelectric transducers for the type of application targeted by the present invention.

Cependant, on a pu constater un certain nombre de difficultés en testant les performances des équipements existants sur le marché. On relève notamment un manque de performances en sensibilité et en résolution des défauts dans les résultats pour les équipements utilisant des transducteurs magnétostrictifs.However, a number of difficulties have been observed when testing the performance of existing equipment on the market. In particular, there is a lack of performance in terms of sensitivity and fault resolution in the results for equipment using magnetostrictive transducers.

Par ailleurs, l’utilisation des ondes guidées ultrasonores demeure compliquée à mettre en œuvre, notamment dans l’interprétation des résultats. En particulier, du fait du caractère multimodal des ondes guidées, le signal mesuré est le plus souvent composé de plusieurs signaux émanant des contributions de différents modes de propagation. A ce caractère multimodal vient également s’ajouter le phénomène de dispersion des modes guidés qui se traduit par un étalement temporel des signaux des différents modes en fonction de la distance entre l’émetteur et la perturbation. La combinaison de ces deux phénomènes donne lieu à des signaux temporels complexes dont l’interprétation est un enjeu majeur. Indépendamment des caractéristiques de la structure contrôlée, la complexité de ces signaux dépend de plusieurs paramètres dont les principaux sont le signal d’excitation employé (fréquence et bande passante), le(s) transducteur(s) utilisé(s) pour l’émission et pour la réception et le choix du ou des modes émis.Moreover, the use of ultrasonic guided waves remains complicated to implement, especially in the interpretation of the results. In particular, due to the multimodal nature of guided waves, the measured signal is most often composed of several signals emanating from contributions from different propagation modes. To this multimodal character is also added the phenomenon of dispersion of the guided modes which results in a temporal spreading of the signals of the different modes according to the distance between the transmitter and the disturbance. The combination of these two phenomena gives rise to complex temporal signals whose interpretation is a major challenge. Independently of the characteristics of the controlled structure, the complexity of these signals depends on several parameters, the main ones being the excitation signal used (frequency and bandwidth), the transducer(s) used for the emission and for the reception and the choice of the transmitted mode or modes.

En termes d’analyse et de traitement des signaux mesurés par les transducteurs, l’application d’une transformation inverse sur l’ensemble des acquisitions permet de reconstruire – c’est-à-dire en formant une image – les propriétés du milieu et de déterminer les caractéristiques des défauts.In terms of analysis and processing of the signals measured by the transducers, the application of an inverse transformation to all of the acquisitions makes it possible to reconstruct – i.e. by forming an image – the properties of the medium and to determine the characteristics of the defects.

En particulier, l’imagerie tomographique par ondes guidées ultrasonores offre un fort potentiel pour la caractérisation des défauts de corrosion dans les structures à parois minces, de type plaque, tuyauterie, etc. Il existe plusieurs méthodes de reconstruction dans la littérature.In particular, ultrasonic guided wave tomographic imaging offers great potential for the characterization of corrosion defects in thin-walled structures, such as plates, pipes, etc. There are several reconstruction methods in the literature.

Parmi celles-ci, on peut citer la méthode probabiliste connue sous le nom RAPID (acronyme pour l’expression anglo-saxonne «Reconstruction Algorithm for Probabilistic Inspection of Damage»), qui est décrite dans le document de brevet CN102928511. Cette méthode s’avère avantageuse pour la surveillance de la santé structurelle en proposant d’utiliser des transducteurs piézoélectriques embarqués à demeure sur la structure à surveiller. Elle offre une grande flexibilité dans le choix de la géométrie du réseau de transducteurs, une simplicité d’implémentation et permet la détection et la localisation des défauts avec peu de capteurs. Cependant, elle souffre des artefacts dus à la sommation brute des signaux collectés et, surtout, elle ne permet pas d’obtenir une quantification directe de la perte d’épaisseur, au détriment de la précision de caractérisation des défauts de corrosion dans la structure surveillée.Among these, we can cite the probabilistic method known as RAPID (acronym for the Anglo-Saxon expression “Reconstruction Algorithm for Probabilistic Inspection of Damage”), which is described in the patent document CN102928511. This method is advantageous for structural health monitoring by proposing the use of piezoelectric transducers embedded permanently on the structure to be monitored. It offers great flexibility in the choice of the geometry of the array of transducers, simplicity of implementation and allows the detection and localization of faults with few sensors. However, it suffers from artefacts due to the raw summation of the signals collected and, above all, it does not make it possible to obtain a direct quantification of the loss of thickness, to the detriment of the precision of characterization of the corrosion defects in the monitored structure. .

Aussi, il existe un besoin pour un système de contrôle non destructif par ondes guidées ultrasonores produites par effet magnétostrictif, qui permette une meilleure sélectivité du mode guidé adapté aux défauts de corrosion à caractériser, une meilleure résolution spatiale, et qui soit de faible encombrement pour une meilleure intégration à la structure à contrôler. Il existe également un besoin pour améliorer les techniques de reconstruction, permettant une plus grande facilité d’interprétation, en particulier pour une caractérisation plus précise des défauts de corrosion, en termes de profondeur, d’étendue et de forme.Also, there is a need for a non-destructive testing system by ultrasonic guided waves produced by magnetostrictive effect, which allows better selectivity of the guided mode adapted to the corrosion defects to be characterized, better spatial resolution, and which is of small size for better integration with the structure to be controlled. There is also a need to improve reconstruction techniques, allowing greater ease of interpretation, in particular for more precise characterization of corrosion defects, in terms of depth, extent and shape.

A cette fin, l’invention concerne, selon un premier objet, un système de contrôle de la corrosion d’une structure métallique par ondes ultrasonores guidées produites par effet magnétostrictif, comprenant, de part et d’autre d’une zone à inspecter de ladite structure :
- au moins une sonde d’émission comportant au moins une bande d’un matériau magnétostrictif, cette bande ayant deux faces opposées dont l’une est dirigée vers l’intérieur et est adaptée à être rendue solidaire de la structure à contrôler, et l’autre est dirigée vers l’extérieur et sur laquelle est placée une bobine d’excitation pour créer au voisinage de la bande un champ magnétique variable en rapport avec un signal électrique d’excitation appliqué aux bornes de la bobine, et
- au moins une sonde de réception comportant au moins une bande d’un matériau magnétostrictif, cette bande ayant deux faces opposées dont l’une est dirigée vers l’intérieur et est adaptée à être rendue solidaire de la structure à contrôler, et l’autre est dirigée vers l’extérieur et sur laquelle est placée une bobine de détection pour délivrer un signal électrique de détection en rapport avec la variation du champ magnétique dans la bande en fonction d’une onde ultrasonore reçue,
ledit système étant caractérisé en ce que ladite bobine d’excitation/détection comprend une pluralité de solénoïdes agencés sur la bande, formant au moins un réseau de transducteurs d’émission/réception indépendants, ledit système comprenant :
- des moyens d’excitation par application à un transducteur d’émission d’une tension d’excitation alternative selon une fréquence d’excitation prédéterminée,
- des moyens de commutation pour commander séquentiellement dans le temps, l’excitation de chaque transducteur d’émission du réseau de transducteurs d’émission par lesdits moyens d’excitation,
- des moyens d’acquisition pour commander séquentiellement dans le temps l’acquisition du signal de détection délivré par chaque transducteur de réception du réseau de transducteurs de réception, en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission,
- des moyens d’enregistrement d’une matrice de détection correspondant à l’ensemble des signaux de détection acquis, et
- des moyens de traitement de la matrice de détection au moyen d’un algorithme de reconstruction tomographique destiné à mettre en œuvre une reconstitution d’une cartographie à deux ou trois dimensions de la zone à inspecter, fournissant une distribution de la variation d’épaisseur de la structure en tout point de la zone à inspecter.To this end, the invention relates, according to a first object, to a system for monitoring the corrosion of a metal structure by guided ultrasonic waves produced by the magnetostrictive effect, comprising, on either side of a zone to be inspected said structure:
- at least one emission probe comprising at least one strip of a magnetostrictive material, this strip having two opposite faces, one of which is directed inwards and is adapted to be attached to the structure to be checked, and the other is directed outwards and on which is placed an excitation coil to create in the vicinity of the strip a variable magnetic field in relation to an electrical excitation signal applied to the terminals of the coil, and
- at least one reception probe comprising at least one strip of a magnetostrictive material, this strip having two opposite faces, one of which is directed inwards and is adapted to be made integral with the structure to be checked, and the the other is directed outwards and on which is placed a detection coil to deliver an electric detection signal in relation to the variation of the magnetic field in the strip as a function of an ultrasonic wave received,
said system being characterized in that said excitation/detection coil comprises a plurality of solenoids arranged on the strip, forming at least one network of independent transmission/reception transducers, said system comprising:
- excitation means by application to an emission transducer of an alternating excitation voltage according to a predetermined excitation frequency,
- switching means for controlling sequentially in time, the excitation of each emission transducer of the array of emission transducers by said excitation means,
- acquisition means for controlling sequentially over time the acquisition of the detection signal delivered by each reception transducer of the network of reception transducers, in response to the signal generated by each transmission transducer,
- means for recording a detection matrix corresponding to all the detection signals acquired, and
- means for processing the detection matrix by means of a tomographic reconstruction algorithm intended to implement a reconstitution of a two- or three-dimensional cartography of the zone to be inspected, providing a distribution of the variation in thickness of the structure at any point in the area to be inspected.

Avantageusement, lesdits solénoïdes sont de forme rectangulaire, dont la largeur est définie de façon à générer et détecter, pour une fréquence d’excitation sélectionnée, un mode guidé spécifique adapté au contrôle de la corrosion, comprenant au moins le mode SH.Advantageously, said solenoids are rectangular in shape, the width of which is defined so as to generate and detect, for a selected excitation frequency, a specific guided mode suitable for corrosion control, comprising at least the SH mode.

Avantageusement, le réseau de transducteurs d’émission et le réseau de transducteurs de réception sont disposés de façon à entourer au moins partiellement la zone à inspecter.Advantageously, the transmit transducer array and the receive transducer array are arranged so as to at least partially surround the area to be inspected.

Selon un mode de réalisation, le réseau de transducteurs de réception est disposé sensiblement parallèlement au réseau de transducteurs d’émission.According to one embodiment, the network of reception transducers is arranged substantially parallel to the network of transmission transducers.

Selon un mode de réalisation, ladite structure étant une structure tubulaire, les réseaux de transducteurs d’émission et de réception s’étendent le long d’au moins une partie de la circonférence de la conduite tubulaire, dans un plan transversal à l’axe de la structure tubulaire.According to one embodiment, said structure being a tubular structure, the arrays of transmitting and receiving transducers extend along at least part of the circumference of the tubular conduit, in a plane transverse to the axis of the tubular structure.

En variante ou en combinaison avec le mode de réalisation précédent, les réseaux de transducteurs d’émission et de réception s’étendent parallèlement à l’axe de la structure tubulaire, de façon diamétralement opposée l’un à l’autre, sur toute la longueur de la zone à inspecter.As a variant or in combination with the previous embodiment, the arrays of transmitting and receiving transducers extend parallel to the axis of the tubular structure, diametrically opposite each other, over the entire length of the area to be inspected.

L’invention concerne également un procédé de contrôle de la corrosion dans une structure métallique par ondes ultrasonores guidées produites par effet magnétostrictif, comprenant les étapes suivantes :
- on fournit un système de contrôle tel que décrit ci-dessus,
- on commande séquentiellement dans le temps l’excitation de chaque transducteur du réseau de transducteurs d’émission par lesdits moyens d’excitation,
- on commande séquentiellement dans le temps l’acquisition du signal de détection délivré par chaque transducteur du réseau de transducteurs de réception, en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission,
- on enregistre la matrice de détection correspondant à l’ensemble des signaux de détection acquis,
- on exploite ladite matrice de détection au moyen d’un algorithme de reconstruction tomographique adapté pour reconstituer une cartographie à deux ou trois dimensions de la zone à inspecter, fournissant une distribution de la variation d’épaisseur de la structure en tout point de la zone à inspecter.The invention also relates to a method for controlling corrosion in a metallic structure by guided ultrasonic waves produced by magnetostrictive effect, comprising the following steps:
- a control system is provided as described above,
- the excitation of each transducer of the array of emission transducers is controlled sequentially over time by said excitation means,
- the acquisition of the detection signal delivered by each transducer of the network of reception transducers is controlled sequentially in time, in response to the signal generated by each transmission transducer,
- the detection matrix corresponding to all the detection signals acquired is recorded,
- the said detection matrix is exploited by means of a tomographic reconstruction algorithm adapted to reconstitute a two- or three-dimensional map of the zone to be inspected, providing a distribution of the variation in thickness of the structure at any point of the zone to inspect.

Avantageusement, on opère une sélection préalable de mode guidé et de fréquence d’excitation spécifiques, adaptés au contrôle de la corrosion.Advantageously, a prior selection of guided mode and specific excitation frequency, suitable for corrosion control, is made.

Avantageusement, on détermine la variation de temps de vol pour ledit mode guidé spécifique liée à la variation d’épaisseur sur le trajet des ondes entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception, on en déduit la variation de vitesse moyenne pour ledit mode guidé, et on détermine la variation d’épaisseur moyenne correspondante entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception, en projetant cette variation de vitesse moyenne sur la courbe de dispersion dudit mode guidé spécifique exprimant la vitesse de groupe en fonction du produit fréquence d’excitation-épaisseur de ladite structure, le résultat de la détermination de la variation d’épaisseur moyenne le long des trajets d’ondes guidées pour chaque paire de transducteurs d’émission/réception constituant une matrice de projections.Advantageously, the variation in flight time is determined for said specific guided mode linked to the variation in thickness on the path of the waves between each pair of transmission/reception transducers, the average speed variation for said guided mode is deduced therefrom. , and the corresponding average thickness variation is determined between each pair of transmit/receive transducers, by projecting this average speed variation onto the dispersion curve of said specific guided mode expressing the group speed as a function of the frequency product of excitation-thickness of said structure, the result of determining the average thickness variation along the guided wave paths for each pair of transmit/receive transducers constituting a projection matrix.

Avantageusement, ladite cartographie est obtenue par rétroprojection de l’ensemble des projections de la matrice de projections sous la forme d’une ellipse reliant les transducteurs d’émission/réception de chaque paire de transducteurs d’émission/réception et par sommation des contributions de chaque paire de transducteurs d’émission/réception.Advantageously, said mapping is obtained by back-projection of all the projections of the projection matrix in the form of an ellipse connecting the transmit/receive transducers of each pair of transmit/receive transducers and by summation of the contributions of each pair of transmit/receive transducers.

Avantageusement, l’étape de rétroprojection est précédée d’une étape de filtrage des projections.Advantageously, the back-projection step is preceded by a projection filtering step.

De préférence, l’étape de filtrage est réalisée pour chaque projection dans le domaine de Fourier via la multiplication par une fonction filtre, par exemple de type filtre rampe.Preferably, the filtering step is performed for each projection in the Fourier domain via multiplication by a filter function, for example of the ramp filter type.

D'autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront plus clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description given of it below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which:

illustre schématiquement une sonde magnétostrictive mono-élément ; schematically illustrates a single-element magnetostrictive probe;

illustre un exemple de fonctionnement d’un dispositif de génération et de réception d’ondes guidées ultrasonores par des sondes d’émission/réception magnétostrictives multiéléments telles que mises en œuvre dans le système de contrôle de l’invention; illustrates an example of operation of a device for generating and receiving ultrasonic guided waves by multi-element magnetostrictive transmit/receive probes as implemented in the control system of the invention;

est une représentation schématique de la matrice de détection construite selon le principe d’acquisition multiélément ; is a schematic representation of the detection matrix built according to the phased array acquisition principle;

est un exemple de diagramme des courbes de dispersion exprimées par la variation de la vitesse de groupe en fonction du produit fréquence-épaisseur pour une plaque en acier, illustrant le principe de sélectivité du mode guidé des sondes ; is an example of a diagram of the dispersion curves expressed by the variation of the group speed as a function of the frequency-thickness product for a steel plate, illustrating the principle of selectivity of the guided mode of the probes;

est un schéma synoptique du système de contrôle pour le suivi de la corrosion dans une structure métallique, suivant un exemple de réalisation où ladite structure métallique est une structure de type plaque d’acier de forme rectangulaire ; is a synoptic diagram of the control system for monitoring corrosion in a metal structure, according to an embodiment where said metal structure is a structure of the rectangular steel plate type;

décrit un organigramme du fonctionnement du système de contrôle de la figure 5 ; describes a flowchart of the operation of the control system of FIG. 5;

est un schéma illustrant un exemple de trajectoires rectilignes du front d’onde entre des paires de transducteurs d’émission/réception du système de contrôle de l’invention ; is a diagram illustrating an example of rectilinear trajectories of the wave front between pairs of transmission/reception transducers of the control system of the invention;

est un schéma de plaque en acier illustrant le principe de détermination de la variation d’épaisseur dans le cas d’un seul transducteur émission/réception ; is a diagram of a steel plate illustrating the principle for determining the variation in thickness in the case of a single transmit/receive transducer;

est un diagramme des courbes de dispersion des ondes guidées dans la plaque en acier de la figure 8, exprimées par la vitesse de groupe en fonction du produit fréquence-épaisseur de la plaque ; is a diagram of the dispersion curves of the guided waves in the steel plate of FIG. 8, expressed by the group velocity as a function of the frequency-thickness product of the plate;

décrit un organigramme détaillé de l’algorithme de post-traitement mis en œuvre dans le système de contrôle de l’invention; describes a detailed flowchart of the post-processing algorithm implemented in the control system of the invention;

illustre schématiquement la plaque de la figure 8, instrumentée avec deux réseaux parallèles de transducteurs d’émission/réception et un exemple de projection obtenue résultant du calcul de la variation d’épaisseur moyenne pour chaque transducteur de réception, pour un transducteur d’émission donné excité ; schematically illustrates the plate of figure 8, instrumented with two parallel arrays of transmit/receive transducers and an example of projection obtained resulting from the calculation of the average thickness variation for each receive transducer, for a given transmit transducer excited ;

est un schéma illustrant la fonction de distribution elliptique entre un transducteur d’émission et un transducteur de réception, utilisée pour la rétroprojection ; is a diagram illustrating the elliptical distribution function between a transmitting transducer and a receiving transducer, used for back projection;

est un schéma illustrant le principe de reconstruction du défaut par la somme des rayons elliptiques ; is a diagram illustrating the principle of reconstruction of the defect by the sum of the elliptical radii;

est un schéma illustrant les résultats de la reconstruction tomographique dans le cas de l’exemple de la figure 11 ; is a diagram illustrating the results of the tomographic reconstruction in the case of the example of FIG. 11;

est une vue en coupe suivant l’axe y, et passant par le centre du défaut, de la cartographie illustrée à la figure 14a. is a sectional view along the y axis, and passing through the center of the defect, of the map illustrated in FIG. 14a.

Un mode spécifique de réalisation d’une sonde magnétostrictive mono-élément d’émission/réception d’ondes guidées ultrasonores est décrit en référence à la figure 1.A specific embodiment of a single-element magnetostrictive probe for transmitting/receiving ultrasonic guided waves is described with reference to Figure 1.

La sonde 1 est composée d’un patch 2 formé d’une bande d’un matériau magnétostrictif, cette bande ayant deux faces opposées dont l’une est dirigée vers l’intérieur et est adaptée à être rendue solidaire de la structure à contrôler, par exemple par collage, et l’autre est dirigée vers l’extérieur. Sur cette autre face est disposée un solénoïde 3, dont les caractéristiques géométriques (diamètre du fil, nombre de tours, et dans le cas d’un solénoïde de forme rectangulaire, la largeur et la longueur de la bobine) sont définies en fonction de la structure à contrôler. Éventuellement, un noyau ferromagnétique 4 de type ferrite est placé à l’intérieur du solénoïde 3 pour accroître son efficacité.The probe 1 is made up of a patch 2 formed from a strip of magnetostrictive material, this strip having two opposite faces, one of which is directed inwards and is adapted to be attached to the structure to be checked, for example by gluing, and the other is directed outwards. On this other face is arranged a solenoid 3, the geometric characteristics of which (diameter of the wire, number of turns, and in the case of a solenoid of rectangular shape, the width and the length of the coil) are defined according to the structure to control. Optionally, a ferrite-like ferromagnetic core 4 is placed inside the solenoid 3 to increase its efficiency.

Un dispositif de génération et de réception d’ondes guidées ultrasonores dans une structure à contrôler au moyen de sondes magnétostrictives mono-élément d’émission/réception comme décrites en référence à la figure 1, fonctionne de la façon suivante. Les sondes magnétostrictives mono-élément d’émission/réception sont tout d’abord disposées à distance l’une de l’autre, de part et d’autre d’une zone à inspecter de la structure.A device for generating and receiving ultrasonic guided waves in a structure to be inspected by means of single-element magnetostrictive emission/reception probes as described with reference to FIG. 1, operates as follows. The single-element magnetostrictive transmit/receive probes are first placed at a distance from each other, on either side of an area of the structure to be inspected.

La bande en matériau magnétostrictif doit être polarisée, soit préalablement par un aimant, soit constamment avec un aimant ou électroaimant placé sur la bande, de façon à créer un champ magnétique statique B₀, dit champ de polarisation. Un générateur de tension délivre une impulsion brève (amplitude, fréquence et largueur d’impulsion étant à déterminer), tandis qu’un amplificateur de puissance la transforme et l’amplifie en courant. Ce courant est destiné à exciter le solénoïde et crée un champ magnétique variable (ou alternatif) B_AC, qui interagit avec la bande en matériau magnétostrictif polarisée en créant des ultrasons (vibrations mécaniques à haute fréquence) dans l’épaisseur de la bande (suivant le champ résultant de B₀+ B_AC). Cette dernière, solidaire avec la structure à contrôler, transmet des ultrasons (en ondes guidées) dans celle-ci.The strip of magnetostrictive material must be polarized, either beforehand by a magnet, or constantly with a magnet or electromagnet placed on the strip, so as to create a static magnetic field B ₀ , called polarization field. A voltage generator delivers a short pulse (amplitude, frequency and pulse width to be determined), while a power amplifier transforms and amplifies it into current. This current is intended to excite the solenoid and creates a variable (or alternating) magnetic field B _AC , which interacts with the strip of polarized magnetostrictive material by creating ultrasounds (high frequency mechanical vibrations) in the thickness of the strip (according to the field resulting from B ₀ + B _AC ). The latter, integral with the structure to be controlled, transmits ultrasound (in guided waves) into it.

Les ondes guidées se propageant à l’intérieur de la paroi de la structure arrivent à la sonde magnétostrictive mono-élément de réception. La flèche sur la figure 1 montre la direction de propagation des ondes ultrasonores par rapport au solénoïde monté sur la bande. Cette sonde convertit les vibrations mécaniques en un signal électrique. Ce dernier, une fois passé dans un conditionneur, est numérisé par un dispositif de numérisation, puis traité dans une chaîne de post-traitement.The guided waves propagating inside the wall of the structure arrive at the single-element magnetostrictive receiving probe. The arrow in Figure 1 shows the direction of propagation of the ultrasonic waves relative to the solenoid mounted on the strip. This probe converts mechanical vibrations into an electrical signal. The latter, once passed through a conditioner, is digitized by a digitizing device, then processed in a post-processing chain.

Cependant, si de telles sondes ont déjà été utilisées pour la détection de défauts de corrosion dans des structures métalliques, il s’avère que la détection est limitée à des défauts de quelques centaines de cm². Il existe également une zone morte trop importante rendant la zone près de la sonde d’émission/réception mono-élément non contrôlable. De surcroît, la sensibilité de la détection est très affectée par le milieu environnant la structure à contrôler. Enfin, les évaluations des défauts au moyen de ces sondes restent globales et qualitatives, et ne permettent pas de dimensionner les défauts.However, if such probes have already been used for the detection of corrosion defects in metallic structures, it turns out that the detection is limited to defects of a few hundred cm². There is also too much dead zone making the area near the single element transmit/receive probe uncontrollable. In addition, the sensitivity of the detection is greatly affected by the environment surrounding the structure to be checked. Finally, the evaluations of the defects by means of these probes remain global and qualitative, and do not make it possible to size the defects.

Comme on va maintenant le voir plus en détail, le système de contrôle de l’invention reste basé sur la génération et la réception des ondes guidées ultrasonores dans la structure à contrôler, mais au moyen de sondes magnétostrictives d’émission/réception multiéléments, par opposition aux sondes mono-élément décrites précédemment.As we will now see in more detail, the control system of the invention remains based on the generation and reception of ultrasonic guided waves in the structure to be controlled, but by means of magnetostrictive multi-element emission/reception probes, for opposed to the single-element probes described above.

Une sonde magnétostrictive multiéléments est composée, côté émission et côté réception, d’une bande en matériau magnétostrictif, destinée à être disposée sur la structure à contrôler, un aimant permanent pouvant être placé sur la bande de façon à garantir la stabilité du champ statique dans le temps, et d’une pluralité de solénoïdes agencés sur la bande, par exemple mais non limitativement, à intervalles réguliers, formant un réseau de transducteurs d’émission/réception indépendants les uns des autres. A noter que la bande peut être constituée d’une bande commune pour tous les solénoïdes, ou d’une pluralité de bandes individuelles associées à chaque solénoïde. A titre d’exemple non limitatif, le réseau est linéaire (tous les éléments sur une seule ligne). En variante, le réseau de transducteurs peut être non linéaire (à intervalles irréguliers), composés d’éléments épars disposés autour de la zone à contrôler.A multi-element magnetostrictive probe is composed, on the transmission side and on the reception side, of a strip of magnetostrictive material, intended to be placed on the structure to be checked, a permanent magnet being able to be placed on the strip so as to guarantee the stability of the static field in time, and a plurality of solenoids arranged on the strip, for example but not limited to, at regular intervals, forming a network of transmission/reception transducers independent of each other. Note that the band can consist of a common band for all the solenoids, or of a plurality of individual bands associated with each solenoid. By way of non-limiting example, the network is linear (all the elements on a single line). Alternatively, the array of transducers can be non-linear (at irregular intervals), composed of scattered elements arranged around the area to be monitored.

Le nombre de solénoïdes et l’intervalle entre chaque solénoïde sont définis en fonction de la résolution spatiale attendue. La disposition relative des champs magnétiques B₀(statique) et B_AC(alternatif) peut être adaptée suivant la présence ou non des aimants permanents. Le principe de fonctionnement des sondes multiéléments en réseau de transducteurs d’émission/réception, ainsi qu’un exemple de leurs dispositions possibles sur la structure à contrôler sont illustrés en référence à la figure 2. Selon cet exemple, la structure à contrôler est constituée d’une structure tubulaire 50, de type canalisation, tuyauterie, pipeline, etc., présentant un diamètre d et une épaisseur de paroi e. Cet exemple est donné à titre illustratif et non limitatif et, de façon plus générale, le système de l’invention peut s’appliquer pour tous types de structures minces de type plaques, coques, tubes, réservoirs, etc.The number of solenoids and the interval between each solenoid are defined according to the expected spatial resolution. The relative arrangement of the magnetic fields B ₀ (static) and B _AC (alternating) can be adapted according to the presence or not of the permanent magnets. The principle of operation of multi-element probes in a network of transmission/reception transducers, as well as an example of their possible arrangements on the structure to be checked are illustrated with reference to FIG. 2. According to this example, the structure to be checked consists of a tubular structure 50, of the pipe, piping, pipeline, etc. type, having a diameter d and a wall thickness e. This example is given by way of non-limiting illustration and, more generally, the system of the invention can be applied to all types of thin structures of the plate, shell, tube, tank, etc. type.

Plusieurs configurations sont possibles suivant la résolution demandée et le degré d’accessibilité à la structure à contrôler. Ainsi, selon l’exemple de la figure 2, une sonde d’émission E est placée à une première extrémité d’une zone à inspecter Z de la structure tubulaire 50. La bande 2E en matériau magnétostrictif de la sonde d’émission E est disposée de façon à s’étendre le long d’au moins une partie de la circonférence de la structure tubulaire, dans un plan transversal à l’axe de la structure tubulaire et la pluralité de solénoïdes 3E agencés sur la bande 2E, par exemple à intervalle constant, forment un réseau linéaire de transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}de la sonde d’émission E. Une sonde de réception R est placée à une seconde extrémité de la zone à inspecter de la structure tubulaire 50, à distance de la sonde d’émission E. La bande 2R en matériau magnétostrictif de la sonde de réception R est également disposée de façon à s’étendre le long d’au moins une partie de la circonférence de la structure tubulaire 50, dans un plan transversal à l’axe de la structure tubulaire, et la pluralité de solénoïdes 3R agencés sur la bande 2R, par exemple à intervalle constant, forment le réseau de transducteurs de réception R_{j =1,...Nr}de la sonde de réception R, disposés sensiblement parallèlement au réseau linéaire de transducteurs d’émission. Les réseaux respectifs de transducteurs d’émission/réception forment ainsi chacun un réseau circulaire de transducteurs entourant la structure à contrôler. Les ondes guidées se propagent dans l’épaisseur de la paroi de la structure tubulaire entre les sondes d’émission E et de réception R.Several configurations are possible depending on the resolution requested and the degree of accessibility to the structure to be checked. Thus, according to the example of FIG. 2, an emission probe E is placed at a first end of a zone to be inspected Z of the tubular structure 50. The strip 2E of magnetostrictive material of the emission probe E is arranged so as to extend along at least part of the circumference of the tubular structure, in a plane transverse to the axis of the tubular structure and the plurality of solenoids 3E arranged on the strip 2E, for example at constant interval, form a linear network of emission transducers E _{i =1,…,Ne} of the emission probe E. A reception probe R is placed at a second end of the zone to be inspected of the tubular structure 50, at a distance from the emission probe E. The strip 2R of magnetostrictive material of the reception probe R is also arranged so as to extend along at least part of the circumference of the tubular structure 50, in a plane transverse to the axis of the tubular structure, and the plurality of soleno ïdes 3R arranged on the band 2R, for example at a constant interval, form the network of reception transducers R _{j =1,...Nr} of the reception probe R, arranged substantially parallel to the linear network of transmission transducers. The respective arrays of transmit/receive transducers thus each form a circular array of transducers surrounding the structure to be checked. The guided waves propagate in the thickness of the wall of the tubular structure between the emission E and reception R probes.

En variante ou en combinaison avec la configuration précédente, la sonde d’émission E et la sonde de réception R peuvent être disposées sur la structure tubulaire à contrôler, de façon que les réseaux de transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}et de réception R_{j =1,...Nr,} s’étendent parallèlement à l’axe de la structure tubulaire, de façon diamétralement opposée l’un à l’autre, sur toute la longueur de la zone à inspecter Z de la structure tubulaire.As a variant or in combination with the previous configuration, the emission probe E and the reception probe R can be arranged on the tubular structure to be controlled, so that the arrays of emission transducers E_{I =1,…,Ne}and reception R_{I =1,...Nr,} extend parallel to the axis of the tubular structure, diametrically opposite to each other, over the entire length of the zone to be inspected Z of the tubular structure.

Selon le principe d’acquisition multiéléments du système de contrôle de l’invention, chaque transducteur d’émission E_{i =1,…,Ne}de la sonde d’émission E est commandé à tour de rôle pour émettre un signal ultrasonore en direction des transducteurs de réception R_{j =1,...Nr}de la sonde de réception R, qui sont adaptés pour fournir chacun, en réponse au signal émis par chaque transducteur d’émission, un signal temporel de détection. On obtient ainsi une matrice de détection M composée de NexNr signaux temporels mesurés , comme illustrée à la figure 3. C’est sur cette matrice de détection qu’on va opérer la reconstruction algorithmique pour représenter le résultat recherché, à savoir la quantification de la corrosion par la variation d’épaisseur et typiquement par la perte d’épaisseur, dans les parois de la structure où se propagent les ondes guidées, cette reconstruction se présentant sous la forme d’une cartographie à deux ou trois dimensions, lisible et facilement interprétable, comme il sera être décrit plus en détail par la suite.According to the phased array acquisition principle of the control system of the invention, each emission transducer E _{i =1,…,Ne} of the emission probe E is controlled in turn to emit an ultrasonic signal in the direction of the reception transducers R _{j =1,...Nr} of the reception probe R, which are each adapted to supply, in response to the signal transmitted by each transmission transducer, a temporal detection signal. A detection matrix M composed of NexNr time signals measured is thus obtained , as illustrated in Figure 3. It is on this detection matrix that the algorithmic reconstruction will be carried out to represent the desired result, namely the quantification of corrosion by the variation in thickness and typically by the loss of thickness, in the walls of the structure where the guided waves propagate, this reconstruction being in the form of a two- or three-dimensional map, readable and easily interpretable, as will be described in more detail below.

L’avantage d’utiliser des sondes magnétostrictives multiéléments réside ici dans le fait qu’elles offrent une meilleure sélectivité des modes guidés, en particulier pour les modes SH. Ces derniers, qui se propagent parallèlement à la paroi de la structure, sont avantageusement très sensibles à la variation d’épaisseur. Ils présentent en outre l’avantage d’être peu sensibles à l’environnement, à la fois intérieur et extérieur, de la structure à contrôler. Ainsi, on cherche à rendre sélective les sondes d’émission/réception de façon à privilégier un mode guidé, dit mode d’auscultation, sensible à la variation d’épaisseur. En l’occurrence, le mode guidé en question est ici le mode de cisaillement horizontal SH. Il existe toutefois différents ordres n pour ce mode guidé.The advantage of using phased array magnetostrictive probes lies here in the fact that they offer a better selectivity of the guided modes, in particular for the SH modes. The latter, which propagate parallel to the wall of the structure, are advantageously very sensitive to the variation in thickness. They also have the advantage of being insensitive to the environment, both inside and outside, of the structure to be controlled. Thus, we seek to make the emission/reception probes selective so as to favor a guided mode, called auscultation mode, sensitive to the variation in thickness. In this case, the guided mode in question here is the horizontal shear mode SH. However, there are different orders n for this guided mode.

D’un côté, la précision de la méthode de reconstruction proposée repose essentiellement, comme on le verra plus en détail par la suite, sur la précision de la détermination du temps de vol d’un paquet d’ondes se propageant dans la structure. Pour l’estimer correctement, il faut que le paquet d’ondes du mode d’auscultation soit bien isolé (temporellement) du reste des paquets d’ondes existants dans la structure. L’idéal serait que la sonde permette d’exciter ce mode seul, à une fréquence précise, c’est-à-dire sur un point de fonctionnement unique. Celui-ci doit être situé dans une zone de fréquence où le mode présente une grande sensibilité à la variation d’épaisseur, ce qui se traduit par, une pente importante au niveau de la vitesse de groupe (vitesse du paquet d’ondes) en fonction du produit fréquence x épaisseur.On the one hand, the accuracy of the proposed reconstruction method essentially relies, as we will see in more detail later, on the accuracy of the determination of the time of flight of a wave packet propagating in the structure. To estimate it correctly, the auscultation mode wave packet must be well isolated (temporally) from the rest of the existing wave packets in the structure. The ideal would be for the probe to be able to excite this mode alone, at a precise frequency, i.e. on a single operating point. This one must be located in a frequency zone where the mode presents a great sensitivity to the variation of thickness, which results in, a significant slope on the level of the speed of group (speed of the packet of waves) in function of the product frequency x thickness.

D’un autre côté, la résolution de la méthode (i.e. sa capacité à quantifier correctement un défaut détecté) est limitée par la longueur d’onde du mode en question. Celle-ci doit être très petite par rapport aux dimensions des défauts à quantifier. En conséquence, les fréquences d’excitation recherchées doivent être relativement élevées.On the other hand, the resolution of the method (i.e. its ability to correctly quantify a detected defect) is limited by the wavelength of the mode in question. This must be very small compared to the dimensions of the defects to be quantified. Consequently, the desired excitation frequencies must be relatively high.

Comme indiqué précédemment, les modes SH sont très sensibles à la variation d’épaisseur et présentent en outre avantageusement un comportement similaire en fonction de la fréquence, ce qui facilite la sélection du point de fonctionnement, même en hautes fréquences. A noter que les modes Sn et An sont aussi sensibles que les modes SHn. Cependant, la différence est que ces modes ont un comportement irrégulier en hautes fréquences, contrairement aux modes SHn. Cela rend la tâche difficile pour identifier un point de fonctionnement optimal et c’est pourquoi l’on privilégie les modes SHn.As mentioned before, the SH modes are very sensitive to the thickness variation and moreover advantageously exhibit a similar behavior as a function of the frequency, which facilitates the selection of the operating point, even at high frequencies. Note that the Sn and An modes are as sensitive as the SHn modes. However, the difference is that these modes have an irregular behavior at high frequencies, unlike the SHn modes. This makes it difficult to identify an optimal operating point and this is why SHn modes are preferred.

La sélection du point de fonctionnement et partant, la sélectivité de la sonde d’émission/réception par rapport au mode SH le plus adapté, est effectuée simplement en fixant les dimensions du solénoïde, préférentiellement rectangulaire. Ces dimensions sont directement liées la longueur d’onde , par la relation : , où est la largeur de la bobine. A noter que le solénoïde pourrait toutefois présenter une forme autre que rectangulaire.The selection of the operating point and therefore the selectivity of the transmission/reception probe with respect to the most suitable mode SH, is carried out simply by fixing the dimensions of the solenoid, preferably rectangular. These dimensions are directly related to the wavelength , by the relation: , Or is the width of the coil. Note that the solenoid could however have a shape other than rectangular.

Il convient alors de déterminer ce point de fonctionnement. Pour ce faire, une première étape est le calcul des courbes de dispersion de la vitesse de groupe pour identifier les modes guidées susceptibles de se propager dans la structure à contrôler suite à une excitation d’une fréquence centrale donnée. Puis, en fonction de la taille (diamètre ) des défauts à quantifier et de la distance ( ) entre les sondes d’émission/réception, on fixe la limite supérieure de la longueur d’onde du système, notée , respectant la condition sur la zone de Fresnel, soit . A noter que le principe de la méthode repose sur une approche par rayon droit. Il s'agit d’une approximation haute fréquence. C’est-à-dire que la propagation d’onde est considérée s’effectuer suivant des lignes droites entre les sondes d’émission et les sondes de réception, y compris à travers le défaut. Les effets de la diffraction, de la réfraction et de la conversion d’onde sont négligés. Or, ceci n’est valide que lorsque le défaut est lisse (variation d’épaisseur peu brusque) et que sa taille est beaucoup plus grande que la longueur d’onde et beaucoup plus grande que la largeur de la première zone de Fresnel . La limite inférieure de la longueur d’onde, notée , est également fixée. Elle est imposée par l’atténuation de l’onde en fonction de la distance et la limite d’amplitude de génération/détection. Par conséquent, la longueur d’onde doit être choisie dans l’intervalle suivant .It is then necessary to determine this operating point. To do this, a first step is the calculation of the group velocity dispersion curves to identify the guided modes likely to propagate in the structure to be controlled following an excitation of a given central frequency. Then, depending on the size (diameter ) of the defects to be quantified and the distance ( ) between the emission/reception probes, the upper limit of the wavelength of the system is fixed, denoted , respecting the condition on the Fresnel zone, i.e. . Note that the principle of the method is based on a straight ray approach. This is a high frequency approximation. That is to say, the wave propagation is considered to take place along straight lines between the transmitting probes and the receiving probes, including through the fault. The effects of diffraction, refraction and wave conversion are neglected. However, this is only valid when the defect is smooth (little sudden variation in thickness) and when its size is much greater than the wavelength and much larger than the width of the first Fresnel zone . The lower limit of the wavelength, denoted , is also fixed. It is imposed by the attenuation of the wave as a function of the distance and the generation/detection amplitude limit. Therefore, the wavelength must be chosen in the following range .

De préférence, on choisit une longueur d’onde légèrement inférieure à et qui satisfait les critères suivants :
- Le point de fonctionnement doit se situer dans une zone assez dispersive sur la courbe de la vitesse de groupe, pour garantir une bonne sensibilité à la variation d’épaisseur.
- Le point de fonctionnement doit être éloigné de la fréquence de coupure.
- La sonde n’étant pas parfaite, d’autres modes présents dans la zone fréquentielle d’excitation peuvent être générés. Pour éviter un éventuel chevauchement entre ces modes et le mode choisi, il faut que le point de fonctionnement correspondant soit bien isolé par rapport aux autres modes en termes de vitesse de groupe.Preferably, one chooses a wavelength slightly lower than and that meets the following criteria:
- The operating point must be located in a fairly dispersive zone on the group speed curve, to guarantee good sensitivity to thickness variation.
- The operating point must be far from the cut-off frequency.
- Since the probe is not perfect, other modes present in the excitation frequency zone can be generated. To avoid a possible overlap between these modes and the chosen mode, the corresponding operating point must be well isolated from the other modes in terms of group speed.

On trace alors la courbe de la vitesse de groupe fixée par la longueur d’onde choisie, selon l’expression : ,We then plot the curve of the group velocity fixed by the chosen wavelength, according to the expression: ,

avec la vitesse de phase correspondant à la longueur d’onde choisie définie comme suit : et la vitesse des ondes transverse dans le matériau de la structure.with the phase velocity corresponding to the chosen wavelength defined as follows: And the velocity of the transverse waves in the material of the structure.

Les points d’intersection de cette courbe avec les courbes de dispersion des modes guidés constituent les points de fonctionnement possibles avec la sonde de largeur . Chaque point de fonctionnement est caractérisé par une fréquence d’excitation distincte. Ainsi, en choisissant un signal d’excitation convenable (d’une largeur de spectre suffisamment étroite), on peut assurer la sélection du point de fonctionnement.The points of intersection of this curve with the dispersion curves of the guided modes constitute the possible operating points with the width probe . Each operating point is characterized by a distinct excitation frequency. Thus, by choosing a suitable excitation signal (with a sufficiently narrow spectrum width), the selection of the operating point can be ensured.

A titre d’exemple, en référence à la figure 8, considérons une plaque en acier 50’’ de dimensions 2100x2100x25 mm, présentant un défaut 51’’ de forme rectangulaire de dimensions 300x300 mm et de 1mm de profondeur (soit 4% de perte d’épaisseur sur la zone du défaut). La distance minimale entre le transducteur d’émission E et le transducteur de réception R est de 2000 mm. Pour avoir une résolution suffisante pour quantifier le défaut, la longueur d’onde doit satisfaire :By way of example, with reference to figure 8, let us consider a 50" steel plate of dimensions 2100x2100x25 mm, presenting a 51" defect of rectangular shape of dimensions 300x300 mm and 1mm in depth (i.e. 4% loss thickness on the area of the defect). The minimum distance between the transmitting transducer E and the receiving transducer R is 2000 mm. To have sufficient resolution to quantify the defect, the wavelength must satisfy:

. .

Suivant cette limite supérieure de la longueur d’onde, on peut définir la zone admissible pour le choix du point de fonctionnement dans les courbes de dispersion de la vitesse de groupe, ladite zone étant délimitée par la courbe de la vitesse de groupe fixée par la limite supérieure de la longueur d’onde, référencée sur la figure 4, illustrant le diagramme des courbes de dispersion des vitesses de groupe des ondes guidées en fonction de la fréquence adimensionnée, soit exprimée suivant le produit fréquence x épaisseur.According to this upper limit of the wavelength, it is possible to define the admissible zone for the choice of the operating point in the curves of dispersion of the group speed, said zone being delimited by the curve of the group speed fixed by the upper limit of wavelength, referenced in FIG. 4, illustrating the diagram of the curves of dispersion of the group velocities of the guided waves as a function of the dimensionless frequency, that is to say expressed according to the product frequency x thickness.

A partir de ce diagramme, on peut identifier que le mode SH1 constitue un bon candidat, en particulier autour de la fréquence adimensionnée 2.5 MHz.mm (zone hachurée). Ainsi, pour une plaque de 25mm d’épaisseur, la fréquence centrale du signal d’excitation correspondant est fixé à f=100 kHz. Ce point de fonctionnement se situe en effet dans une zone suffisamment dispersive, relativement isolée par rapport à la vitesse de groupe des autres modes et assez éloignée des fréquences de coupure. La longueur d’onde correspondante est estimée à . En conséquence, la largeur « » du solénoïde rectangulaire de chaque transducteur d’émission/réception est fixé à .From this diagram, we can identify that the SH1 mode constitutes a good candidate, in particular around the dimensioned frequency 2.5 MHz.mm (hatched area). Thus, for a 25mm thick plate, the central frequency of the corresponding excitation signal is fixed at f=100 kHz. This operating point is in fact located in a sufficiently dispersive zone, relatively isolated with respect to the group speed of the other modes and quite far from the cut-off frequencies. The corresponding wavelength is estimated at . As a result, the width » of the rectangular solenoid of each transmit/receive transducer is attached to .

Les sondes magnétostrictives d’émission/réception du système de contrôle de l’invention sont donc adaptées pour générer et détecter un mode guidé spécifique, adapté au contrôle de la corrosion. Cela facilite significativement le post-traitement et améliore la précision des mesures.The magnetostrictive emission/reception probes of the control system of the invention are therefore suitable for generating and detecting a specific guided mode, suitable for corrosion control. This significantly facilitates post-processing and improves measurement accuracy.

On va maintenant décrire en référence à la figure 5, un schéma synoptique du système de contrôle selon l’invention pour le suivi de la corrosion dans une structure métallique à contrôler, dans le cas d’un exemple de réalisation où ladite structure métallique 50’ est une structure de type plaque d’acier de forme rectangulaire, qui présente un défaut de corrosion 51’, par exemple situé sensiblement dans sa partie centrale. Le système de contrôle comprend une sonde d’émission E et une sonde de réception R telles que décrites précédemment, disposés de part et d’autre de la zone à inspecter de la structure 50’. Les sondes d’émission/réception forment, dans cet exemple de réalisation, deux réseaux linéaires parallèles de transducteurs d’émission/réception E_{i =1,…,Ne}/R_{j =1,...Nr ,}entourant complètement ou partiellement la zone à inspecter.Will now be described with reference to Figure 5, a block diagram of the control system according to the invention for monitoring corrosion in a metal structure to be controlled, in the case of an embodiment where said metal structure 50 ' is a steel plate type structure of rectangular shape, which has a corrosion defect 51 ', for example located substantially in its central part. The inspection system comprises an emission probe E and a reception probe R as described previously, arranged on either side of the zone to be inspected of the structure 50'. The transmission/reception probes form, in this exemplary embodiment, two parallel linear arrays of transmission/reception transducers E _{i =1,…,Ne} /R _{j =1,...Nr ,} completely or partially surrounding the area to be inspected.

Le nombre de transducteurs et l’intervalle entre chaque transducteur sont définis en fonction de la résolution spatiale attendue.The number of transducers and the interval between each transducer are defined according to the expected spatial resolution.

Le système de contrôle comprend des moyens de génération d’un signal d’excitation 60, apte à délivrer un signal d’excitation à la fréquence de travail définie selon les principes exposés ci-dessus. Ce signal d’excitation est destiné à exciter le solénoïde des transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}de la sonde d’émission E via un amplificateur de puissance A1. Conformément à l’invention, des moyens de commutation 70 sont prévus pour commander séquentiellement dans le temps, l’excitation de chaque transducteur du réseau de transducteurs d’émission par les moyens d’excitation 60. Ces moyens de commutation 70 comprennent un démultiplexeur 1xN voies, N étant égal au nombre Ne de transducteurs d’émission, apte à assurer séquentiellement la connexion/déconnexion des transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}de la sonde d’émission E aux moyens d’excitation 60.The control system comprises means for generating an excitation signal 60, able to deliver an excitation signal at the working frequency defined according to the principles explained above. This excitation signal is intended to excite the solenoid of the emission transducers E _{i =1,…,Ne} of the emission probe E via a power amplifier A1. In accordance with the invention, switching means 70 are provided to control sequentially in time, the excitation of each transducer of the network of transmission transducers by the excitation means 60. These switching means 70 comprise a 1×N demultiplexer channels, N being equal to the number Ne of emission transducers, able to ensure the sequential connection/disconnection of the emission transducers E _{i =1,…,Ne} of the emission probe E to the excitation means 60.

Côté réception, les transducteurs de réception R_{j =1,...Nr}de la sonde de réception R sont connectés à des moyens d’acquisition 80 apte à acquérir séquentiellement dans le temps, via un amplificateur de signal A2, le signal de détection délivré par chaque transducteur du réseau de transducteurs de réception, en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission. La connexion/déconnexion des transducteurs de réception R_{j =1,...Nr}de la sonde de réception R aux moyens d’acquisition 80 est effectuée séquentiellement à l’aide de moyens de commutation 90, comprenant un multiplexeur Nx1 voies, N étant égal au nombre Nr de transducteurs de réception.On the reception side, the reception transducers R _{j =1,...Nr} of the reception probe R are connected to acquisition means 80 able to acquire sequentially over time, via a signal amplifier A2, the detection signal delivered by each transducer of the array of receiving transducers, in response to the signal generated by each transmitting transducer. The connection/disconnection of the reception transducers R _{j =1,...Nr} of the reception probe R to the acquisition means 80 is carried out sequentially using switching means 90, comprising an Nx1 channel multiplexer, N being equal to the number Nr of receiving transducers.

Les moyens d’excitation 60, les moyens d’acquisition 80 et les moyens de commutation 70, 90 sont reliés via des bus de communication à un système informatique 100 comprenant une interface homme-machine et une unité de traitement. Le système informatique 100 est adapté pour effectuer l’enregistrement des signaux de détection acquis. L’unité de traitement est adaptée pour exécuter un algorithme de reconstruction tomographique destiné à mettre en œuvre une reconstitution d’une image à deux dimensions de la zone inspectée, fournissant une distribution de la perte d’épaisseur de la structure en tout point de la zone inspectée. Cette cartographie d’épaisseur résultant de la reconstruction tomographique est destinée à être affichée via l’interface homme-machine.The excitation means 60, the acquisition means 80 and the switching means 70, 90 are connected via communication buses to a computer system 100 comprising a man-machine interface and a processing unit. The computer system 100 is adapted to carry out the recording of the acquired detection signals. The processing unit is adapted to execute a tomographic reconstruction algorithm intended to implement a reconstruction of a two-dimensional image of the inspected zone, providing a distribution of the loss of thickness of the structure at any point of the area inspected. This thickness map resulting from the tomographic reconstruction is intended to be displayed via the human-machine interface.

La Figure 6 décrit un organigramme détaillé du fonctionnement du système de contrôle de la figure 5. Lors du déclenchement de la mesure, la première étape E0 est la configuration des paramètres du système. Cette étape consiste en la définition de l’ensemble des données d’entrée, à savoir : les propriétés géométriques et matérielles de la structure à contrôler, la géométrie et l’emplacement des réseaux de transducteurs d’émission/réception, leurs caractéristiques, le signal d’excitation et le mode guidé choisi pour le contrôle. Les courbes de dispersion y sont calculées. Dans une étape suivante E1, la connexion au système informatique via les différents bus de communication peut être vérifiée. Puis, sur la base de ces paramètres d’entrée du système, les moyens d’excitation 60 génèrent le signal d’excitation dans une étape E2. Ce signal peut ensuite être amplifié par l’amplificateur A1 à un niveau de puissance nécessaire pour piloter la sonde magnétostrictive d’émission E afin d’obtenir un rapport signal sur bruit satisfaisant.Figure 6 describes a detailed flowchart of the operation of the control system of Figure 5. When the measurement is triggered, the first step E0 is the configuration of the system parameters. This step consists of defining all the input data, namely: the geometric and material properties of the structure to be checked, the geometry and location of the transmit/receive transducer arrays, their characteristics, the excitation signal and the guided mode chosen for the control. Dispersion curves are calculated there. In a following step E1, the connection to the computer system via the various communication buses can be checked. Then, based on these system input parameters, the excitation means 60 generate the excitation signal in a step E2. This signal can then be amplified by amplifier A1 to a power level necessary to drive the emission magnetostrictive probe E in order to obtain a satisfactory signal-to-noise ratio.

Le système est utilisé pour la tomographie en transmission. Les mesures sont effectuées en boucle pour chaque paire de transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}/réception R_{j =1,...Nr}. Ainsi, dans une étape E3, un premier transducteur d'émission E_i de la sonde d’émission, connecté aux moyens d’excitation 60 via le démultiplexeur 70, excite l’onde ultrasonore guidée qui se propage à travers la structure.The system is used for transmission tomography. The measurements are performed in a loop for each pair of emission transducers E_{I =1,…,Ne}/receive R_{I =1,...Nr}. Thus, in a step E3, a first emission transducer E_I of the emission probe, connected to the excitation means 60 via the demultiplexer 70, excites the guided ultrasonic wave which propagates through the structure.

Dans une étape E4, un premier transducteur de réception R_jest connecté aux moyens d’acquisition 80 via le multiplexeur 90. Puis, dans une étape E5, on effectue l’enregistrement du signal de détection délivré par ce transducteur de réception R_jpendant une durée T.In a step E4, a first reception transducer R _j is connected to the acquisition means 80 via the multiplexer 90. Then, in a step E5, the detection signal delivered by this reception transducer R _j is recorded during a duration T.

On répète les étapes E4 et E5, en incrémentant j de un à Nr. Ainsi, l’onde est réémise par le premier transducteur d'émission E_{i =1}de la sonde d’émission et reçue par un deuxième transducteur de réception R_jet ainsi de suite jusqu’au dernier transducteur de réception R_Nr.Steps E4 and E5 are repeated, incrementing j from one to Nr. Thus, the wave is re-emitted by the first emission transducer E _{i =1} of the emission probe and received by a second reception transducer R _j and so on until the last reception transducer R _Nr .

Lorsque l’enregistrement du signal de détection a été effectué pour tous les transducteurs de réception R_{j =1,...Nr}, on reboucle à l’étape E3 en incrémentant i. Ainsi, un deuxième transducteur d'émission E_i de la sonde d’émission se trouve être connecté aux moyens d’excitation 60 via le démultiplexeur 70 et transmet l’onde ultrasonore guidée qui se propage à travers la structure. Les étapes d’acquisition E4 et d’enregistrement E5 sont à nouveau effectuées séquentiellement pour l’ensemble des transducteurs de réception et on reboucle à l’étape E3 en incrémentant i et ainsi de suite jusqu’au dernier transducteur d’émission E_Nr.When detection signal registration has been completed for all receiving transducers R_{I =1,...Nr}, we loop back to step E3 by incrementing i. Thus, a second emission transducer E_I of the emission probe happens to be connected to the excitation means 60 via the demultiplexer 70 and transmits the guided ultrasonic wave which propagates through the structure. The steps of acquisition E4 and recording E5 are again carried out sequentially for all of the reception transducers and we loop back to step E3 by incrementing i and so on until the last emission transducer E_No..

Ainsi, le balayage de la structure par les ondes guidées ultrasonores est effectué dans le même ordre pour tous les transducteurs d’émission.Thus, the scanning of the structure by the ultrasonic guided waves is carried out in the same order for all the emission transducers.

Une fois le cycle de mesure terminé, l’algorithme de reconstruction tomographique est mis en œuvre dans une étape de post-traitement E6. Ainsi, au terme du cycle de mesures tel qu’il vient d’être décrit, on obtient une matrice M de signaux de détection, telle qu’illustrée en référence à la figure 3. Ces signaux temporels de détection sont stockés en mémoire puis traités pour en extraire les données pertinentes. A partir de cet ensemble de données, dit projections, l’algorithme de reconstruction tomographique est conçu pour calculer une cartographie du paramètre d’intérêt, en l’occurrence la perte d’épaisseur. Enfin, dans une étape E7, les résultats de la reconstruction sont affichés via l’interface homme-machine.Once the measurement cycle is finished, the tomographic reconstruction algorithm is implemented in a post-processing step E6. Thus, at the end of the measurement cycle as just described, a matrix M of detection signals is obtained, as illustrated with reference to FIG. 3. These time-based detection signals are stored in memory then processed to extract relevant data. From this set of data, called projections, the tomographic reconstruction algorithm is designed to calculate a map of the parameter of interest, in this case the loss of thickness. Finally, in a step E7, the results of the reconstruction are displayed via the man-machine interface.

On va maintenant décrire plus en détail le fonctionnement de l’algorithme de reconstruction tomographique mis en œuvre à l’étape E6.We will now describe in more detail the operation of the tomographic reconstruction algorithm implemented in step E6.

Le principe de la tomographie est d’effectuer un ensemble de mesures sous différents angles (projections) tout autour de l’objet inconnu, en l’occurrence ici le défaut de corrosion. En faisant la somme des projections étalées, les propriétés physiques et/ou géométriques du défaut peuvent être reconstruites.The principle of tomography is to perform a set of measurements from different angles (projections) all around the unknown object, in this case the corrosion defect. By summing the spread projections, the physical and/or geometric properties of the defect can be reconstructed.

On utilise, dans le cadre de la présente invention, un système de contrôle par tomographie en transmission par un réseau parallèle de transducteurs d’émission et de transducteurs de réception, entourant complètement ou partiellement la zone de la structure à inspecter, de façon à observer des variations dans les signaux de propagation des ondes guidées. Comme expliqué précédemment, on considère que la propagation d’onde entre chaque paire de transducteurs respectivement d’émission et de réception, s’effectue suivant des rayons droits, y compris à travers le défaut. Les effets de diffraction sont ici négligés.In the context of the present invention, a transmission tomography control system is used using a parallel network of transmitting transducers and receiving transducers, completely or partially surrounding the zone of the structure to be inspected, so as to observe variations in the propagation signals of the guided waves. As explained previously, it is considered that the wave propagation between each pair of respectively transmitting and receiving transducers takes place along straight rays, including through the defect. Diffraction effects are neglected here.

Le défaut de corrosion dans la structure à contrôler peut avantageusement être révélé par une perte d’épaisseur localisée. En référence à la figure 7, on peut définir la distribution de la perte d’épaisseur comme une fonction bidimensionnelle , qui, en chaque point de coordonnée du plan de la structure à contrôler, donne la valeur de la perte d’épaisseur, et les projections p^ijsont l’ensemble des mesures des valeurs intégrées de cette fonction le long des lignes droites r^ijformées par le front d’onde entre chaque paire de transducteurs d’émission E_{i =1,…,Ne}et de réception R_{j =1,...Nr}.The corrosion defect in the structure to be inspected can advantageously be revealed by a localized loss of thickness. Referring to Figure 7, the thickness loss distribution can be defined as a two-dimensional function , which, at each coordinate point of the plane of the structure to be checked, gives the value of the loss of thickness, and the projections p ^ij are the set of measurements of the integrated values of this function along the straight lines r ^ij formed by the wavefront between each pair of transmitter E _{i =1,…,Ne} and receiver R _{j =1,...Nr transducers} .

Pour évaluer cette intégrale, le mode guidé choisi doit être sensible à la variation d’épaisseur dans la zone fréquentielle de travail. Par ailleurs, les vitesses de propagation sont parmi les paramètres sensibles à ce type de défaut, en particulier la vitesse de groupe . Aussi, selon l’invention, on va utiliser le temps de vol pour estimer la variation d’épaisseur moyenne entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception.To evaluate this integral, the chosen guided mode must be sensitive to the thickness variation in the working frequency zone. In addition, the propagation speeds are among the parameters sensitive to this type of defect, in particular the group speed . Also, according to the invention, we will use the flight time to estimate the average thickness variation between each pair of transmit/receive transducers.

Connaissant le diagramme des courbes de dispersion des ondes guidées dans la plaque illustrée à la figure 8, on va exciter le mode SH1, selon les principes exposés plus haut en lien avec la sélectivité de la sonde. La sensibilité est directement liée à la quantité de dispersion au point de fonctionnement choisi. En conséquence, la dispersion en ce point doit être significative. Selon cet exemple, la fréquence d’excitation est fixée autour de 100 kHz. Les signaux sont enregistrés jusqu’à 3000 µs et on utilise une fréquence d’échantillonnage de 5 MHz. A partir d’une série de mesures par transmission d’ondes guidées dans la plaque entre le transducteur d’émission et le transducteur de réception, réalisée pour la plaque saine et pour la plaque avec défaut, on en déduit la variation du temps de vol, établi selon cet exemple à : .Knowing the diagram of the dispersion curves of the waves guided in the plate illustrated in FIG. 8, we will excite the SH1 mode, according to the principles explained above in connection with the selectivity of the probe. Sensitivity is directly related to the amount of dispersion at the chosen operating point. Consequently, the dispersion at this point must be significant. According to this example, the excitation frequency is fixed around 100 kHz. The signals are recorded up to 3000 µs and a sampling frequency of 5 MHz is used. From a series of measurements by transmission of guided waves in the plate between the transmitting transducer and the receiving transducer, carried out for the sound plate and for the plate with a defect, we deduce the variation in the time of flight , set according to this example to: .

La figure 9 présente les courbes de dispersion de vitesse de groupe en fonction du produit fréquence-épaisseur en MHZ x mm. Le mode guidé transversal SH1 présente une dispersion suffisante aux alentours du point 2.5 MHZ.mm et se propage à une vitesse moyenne donnée. La traversée de la perte d’épaisseur résultant du défaut dans la plaque entraînera une diminution de la vitesse moyenne.Figure 9 presents the group velocity dispersion curves as a function of the frequency-thickness product in MHz x mm. The transverse guided mode SH1 has sufficient dispersion around the 2.5 MHz.mm point and propagates at a given average speed. Crossing the thickness loss resulting from the defect in the plate will cause the average velocity to decrease.

Connaissant la distance entre les transducteurs d’émission et de réception E et R, à partir de la variation de temps de vol déterminée pour le mode SH1, on peut en déduire la variation de la vitesse de groupe moyenne : = -10.67 m/s, selon l’exemple. Puis, en projetant cette variation de vitesse de groupe moyenne sur la courbe de dispersion du mode guidé transversal SH1 de la figure 9 et connaissant la fréquence d’excitation utilisée, soit 100 kHz, on peut alors déterminer la variation d’épaisseur moyenne correspondante : = 0.1513 mm, selon cet exemple.Knowing the distance between the transmitting and receiving transducers E and R, from the flight time variation determined for the SH1 mode, we can deduce the variation of the average group speed: = -10.67 m/s, according to the example. Then, by projecting this variation in average group speed onto the dispersion curve of the transverse guided mode SH1 of figure 9 and knowing the excitation frequency used, i.e. 100 kHz, it is then possible to determine the corresponding average thickness variation: = 0.1513 mm, according to this example.

On va déployer cette méthode de détermination de la variation d’épaisseur dans la plaque pour l’ensemble des paires de transducteurs d’émission/réception (E_i, R_j) des sondes d’émission/réception multiéléments mises en œuvre dans le système de contrôle de l’invention.We will deploy this method for determining the thickness variation in the plate for all the pairs of transmission/reception transducers (E _i , R _j ) of the multi-element transmission/reception probes implemented in the system control of the invention.

Ainsi, les distances de propagation D^ijentre chaque paire de transducteur d’émission/réception (E_i, R_j) étant connues, les vitesses de groupe moyennes peuvent être facilement quantifiées par les temps de vol du paquet d’onde :Thus, the propagation distances D ^ij between each pair of transmit/receive transducers (E _i , R _j ) being known, the average group speeds can be easily quantified by flight times of the wave packet:

En considérant que le mode guidé transversal SH1 se propage à une vitesse à la fréquence d’excitation donnée, et que la traversée d’une perte d’épaisseur entraîne une diminution de la vitesse moyenne, laquelle s’exprime comme suit : , alors en projetant celle-ci sur la courbe de dispersion de la figure 9 et connaissant la fréquence d’excitation, on peut déterminer l’épaisseur moyenne correspondante . Pour les modes , une relation simplifiée de cette fonction épaisseur s’écrit :Considering that the transverse guided mode SH1 propagates at a speed at the given excitation frequency, and that crossing a loss of thickness leads to a decrease in the average speed, which is expressed as follows: , then by projecting this on the dispersion curve of figure 9 and knowing the excitation frequency, one can determine the corresponding average thickness . For fashions , a simplified relation of this thickness function is written:

Où est l’indice de mode. est la vitesse de propagation des ondes transversales dans le matériau de la structure. est la fréquence centrale d’excitation.Or is the mode index. is the velocity of propagation of transverse waves in the material of the structure. is the central excitation frequency.

La précision de la reconstruction dépend essentiellement de la précision de l’estimation des temps de vol . Pour extraire ces derniers avec une bonne précision, on applique des techniques connues de traitement de signaux.The accuracy of the reconstruction essentially depends on the accuracy of the time-of-flight estimation. . To extract the latter with good precision, known signal processing techniques are applied.

La Figure 10 montre un organigramme détaillé de l’algorithme de reconstruction, mis en œuvre à l’étape E6 de post-traitement de de la figure 6.Figure 10 shows a detailed flowchart of the reconstruction algorithm, implemented in the post-processing step E6 of Figure 6.

Il convient de noter que la méthode décrite ici suppose que l’on dispose de signaux de détection de référence acquis pour un état sain de la structure. Toutefois, elle pourrait toujours être utilisée dans le cas contraire en considérant une variation des signaux de détection par rapport à des grandeurs nominales.It should be noted that the method described here assumes that one has acquired reference detection signals for a healthy state of the structure. However, it could always be used in the opposite case by considering a variation of the detection signals with respect to nominal magnitudes.

Une première étape E60 met en œuvre un fenêtrage des signaux de détection et de référence pour la structure à contrôler, accompagnée d’une étape optionnelle de correction de dispersion E61. Cela consiste en la multiplication des signaux temporels par une fenêtre de type Cosinus-effilé (connue également sous la terminologie «Tukey window») pour isoler le paquet d’onde du mode choisi. La largeur et les bornes de la fenêtre sont automatiquement ajustés en fonction des caractéristiques du signal d’excitation et la distance de propagation. Il en résulte les signaux fenêtrés suivants :A first step E60 implements a windowing of the detection and reference signals for the structure to be inspected, accompanied by an optional dispersion correction step E61. This consists of the multiplication of the time signals by a window Cosine-tapered type (also known by the terminology “Tukey window”) to isolate the wave packet from the chosen mode. The width and the bounds of the window are automatically adjusted according to the characteristics of the excitation signal and the propagation distance. This results in the following windowed signals:

où est le temps discret, N_sest le nombre d’échantillons dans le signal. Les indices s et d correspondent respectivement à l’état sain et défectueux de la structure. Les amplitudes des signaux sont ensuite normalisées par rapport au maximum.Or is the discrete time, N _s is the number of samples in the signal. The indices s and d correspond respectively to the healthy and defective state of the structure. The signal amplitudes are then normalized with respect to the maximum.

La dispersion a pour effet de déformer la forme d’onde d’excitation au fur et à mesure de sa propagation. Le paquet d’onde s’étale dans le temps et l'espace avec une diminution d’amplitude. Cela rend difficile le traitement des données expérimentales. Pour remédier à ce problème et améliorer la précision des estimations, des algorithmes de correction de dispersion peuvent être utilisés dans une étape E61.Dispersion has the effect of distorting the excitation waveform as it propagates. The wave packet spreads out in time and space with a decrease in amplitude. This makes it difficult to process experimental data. To remedy this problem and improve the precision of the estimates, dispersion correction algorithms can be used in a step E61.

L’étape suivante E62 consiste à interpoler les signaux obtenus pour augmenter le nombre de points N et donc la résolution. Après conditionnement, on met en œuvre dans une étape E63 l’estimation du temps de vol. Plusieurs techniques peuvent être mises en œuvre, notamment : le calcul de l’enveloppe par la transformée d’Hilbert, la corrélation croisée et l’analyse temps-fréquence par la distribution de Wigner-Ville. Elles peuvent être utilisées en fonction des signaux et de l’approche considérée. La méthode de l'enveloppe est définie par défaut. Elle présente une grande précision et s’applique à chaque signal de la matrice. La fonction de corrélation croisée est très efficace et recommandée dans le cas de disponibilité des signaux de référence. Cependant, elles ne fonctionnent que pour des paquets d'ondes bien isolés. En revanche, l’analyse temps-fréquence est plus avantageuse en cas de modes multiples.The next step E62 consists in interpolating the signals obtained to increase the number of points N and therefore the resolution. After conditioning, the estimation of the time of flight is implemented in a step E63. Several techniques can be implemented, in particular: calculation of the envelope by the Hilbert transform, cross-correlation and time-frequency analysis by the Wigner-Ville distribution. They can be used depending on the signals and the approach considered. The envelope method is set by default. It has high accuracy and applies to every signal in the matrix. The cross-correlation function is very effective and recommended in the case of availability of reference signals. However, they only work for well isolated wave packets. On the other hand, time-frequency analysis is more advantageous in case of multiple modes.

Puis, le calcul des projections est mis en œuvre dans une étape E64. A partir des temps de vol estimés, connaissant les distances entre les transducteurs d’émission et de réception, les vitesses de groupes moyennes sont calculées . Par le biais de la courbe de dispersion (voir l’exemple de la figure 9), les épaisseurs moyennes sont déduites . La fonction est alors calculée par la soustraction des fonctions épaisseurs, comme suit :Then, the calculation of the projections is implemented in a step E64. From the estimated times of flight, knowing the distances between the transmitting and receiving transducers, the average group speeds are calculated . By means of the dispersion curve (see the example in figure 9), the average thicknesses are deduced . Function is then calculated by subtracting the thickness functions, as follows:

Par conséquent, les projections s’obtiennent par le calcul suivant :Therefore, the projections are obtained by the following calculation:

Le fait de travailler en mode relatif, c’est-à-dire par rapport aux signaux de référence acquis dans l’état sain de la structure, permet de minimiser les erreurs induites par le système de mesure expérimental. Dans le cas on l’on ne dispose pas de signaux de détection de référence, il est possible de soustraire la valeur nominale.The fact of working in relative mode, that is to say in relation to the reference signals acquired in the healthy state of the structure, makes it possible to minimize the errors induced by the experimental measurement system. If no reference detection signals are available, the nominal value can be subtracted.

Les résultats des calculs des projections sont stockés dans une matrice de projections .The results of the projection calculations are stored in a projection matrix .

Soit l’exemple de la figure 11, qui illustre schématiquement la plaque de la figure 8, instrumentée avec deux réseaux parallèles de transducteurs respectivement d’émission E_{i =1,…,Ne}et de réception R_{j =1,...Nr.}, disposés de part et d’autre de la plaque 50’’, à l’opposé l’un de de l’autre par rapport au défaut 51’’. Les réseaux de transducteurs d’émission et de transducteurs de réception s’étendent ici suivant la direction y de la plaque. Ne = Nr =20 selon cet exemple. Les transducteurs d’émission/réception sont disposés avec un intervalle constant entre eux égal à 100 mm.Take the example of figure 11, which schematically illustrates the plate of figure 8, instrumented with two parallel arrays of transducers respectively for emission E _{i =1,…,Ne} and reception R _{j =1,...Nr .} , arranged on either side of the plate 50'', opposite one from the other with respect to the defect 51''. The arrays of transmitting transducers and of receiving transducers here extend along the y direction of the plate. Ne=Nr=20 according to this example. The transmit/receive transducers are arranged with a constant interval between them equal to 100 mm.

En variante de la disposition précitée de transducteurs d’émission/réception, on pourrait prévoir un réseau de transducteurs d’émission et un réseau de transducteurs de réception parallèles entre eux, s’étendant suivant la direction x de la plaque. Ces deux variantes de disposition peuvent aussi s’envisager en combinaison, à savoir un premier réseau parallèle de transducteurs d’émission/réception s’étendant suivant la direction y de la plaque et un second réseau parallèle de transducteurs d’émission/réception s’étendant suivant la direction x de la plaque.As a variant of the aforementioned arrangement of transmit/receive transducers, one could provide an array of transmit transducers and an array of receive transducers parallel to each other, extending along the direction x of the plate. These two layout variants can also be considered in combination, namely a first parallel array of transmit/receive transducers extending along the y direction of the plate and a second parallel array of transmit/receive transducers s' extending along the x direction of the plate.

Le diagramme à droite de la figure 11 illustre une ligne de la matrice de projections. Plus précisément, il s’agit du résultat de la détermination de la variation d’épaisseur moyenne le long des trajets d’ondes guidées à partir des mesures effectuées en boucle pour chaque paire de transducteurs d’émission/réception E_{i =1}/R_{j =1,...Nr}. Ainsi, pour chaque transducteur d’émission excité séquentiellement de la pluralité de transducteurs d’émission, on calcule la variation d’épaisseur moyenne pour chaque transducteur de réception, autrement dit pour chaque signal acquis séquentiellement de la pluralité de transducteurs de réception, selon les principes exposés plus haut. On obtient ainsi une projection. En combinant l’ensemble des transducteurs d’émission, on obtient la matrice de projections, dont les lignes sont constituées par les projections correspondant aux valeurs de variation d’épaisseur obtenues pour chaque transducteur d’émission du système.The diagram to the right of Figure 11 illustrates a row of the projection matrix. More precisely, it is the result of the determination of the average thickness variation along the guided wave paths from the measurements carried out in a loop for each pair of transmission/reception transducers E _{i =1} /R _{j =1,...Nr} . Thus, for each sequentially excited emission transducer of the plurality of emission transducers, the average thickness variation is calculated for each reception transducer, in other words for each signal acquired sequentially from the plurality of reception transducers, according to the principles explained above. We thus obtain a projection. By combining all of the emission transducers, the projection matrix is obtained, the rows of which are formed by the projections corresponding to the thickness variation values obtained for each emission transducer of the system.

En appliquant une transformation inverse sur la matrice de projections, les propriétés de la structure surveillée peuvent être reconstruites. Toutefois, une dernière étape E65 avant la reconstruction est le filtrage des projections.By applying an inverse transformation on the projection matrix, the properties of the monitored structure can be reconstructed. However, a last step E65 before the reconstruction is the filtering of the projections.

Le filtrage des projections permet de réduire considérablement le bruit de fond de la rétro-propagation et d’améliorer la précision de la reconstruction. Il est réalisé pour chaque projection dans le domaine de Fourier via la multiplication par une fonction filtre de type : Rampe, Hanning, Cosine, etc. La transformée de Fourier inverse permet de récupérer la projection dans le domaine spatial - le long de la ligne des transducteurs de réception - :The filtering of the projections makes it possible to considerably reduce the background noise of the back-propagation and to improve the accuracy of the reconstruction. It is made for each projection in the Fourier domain via multiplication by a filter function type: Ramp, Hanning, Cosine, etc. The inverse Fourier transform makes it possible to recover the projection in the spatial domain - along the line of receiving transducers -:

Le filtre rampe est le choix par défaut. Notons que l’on doit utiliser l'interpolation pour calculer les transformations.The ramp filter is the default choice. Note that we must use interpolation to calculate the transformations.

Suite à l’étape de filtrage, on met en œuvre une étape E66 de reconstruction. Cette étape de reconstruction est la dernière étape du processus de post-traitement. A la place de la rétroprojection de la méthode classique qui nécessite un développement mathématique spécifique en fonction de la topologie du réseau de capteurs, nous utilisons l’approche de rayon elliptique développée pour l’algorithme RAPID décrit dans le document de brevet CN102928511 cité dans le préambule de la présente description.Following the filtering step, a reconstruction step E66 is implemented. This reconstruction step is the last step in the post-processing process. Instead of the back-projection of the classical method which requires specific mathematical development depending on the topology of the sensor network, we use the elliptical radius approach developed for the RAPID algorithm described in the patent document CN102928511 cited in the preamble of this description.

Cette approche consiste en la rétroprojection de chaque élément de la matrice indépendamment sous forme d’une ellipse entre chaque couple de transducteurs d’émission/réception, comme illustré à la figure 12. Ainsi, comme illustré à la figure 13, on étale les projections filtrées sous forme d’une ellipse en chaque paire de transducteurs d’émission/réception E_i/R_jde façon à reconstruire le défaut. La somme des rayons permet d’accentuer les caractéristiques de la zone surveillée et ainsi reconstruire la perte d’épaisseur.This approach consists of the back-projection of each element of the matrix independently in the form of an ellipse between each pair of transmission/reception transducers, as illustrated in FIG. 12. Thus, as illustrated in FIG. 13, the filtered projections are spread out in the form of an ellipse in each pair of transducers transmission/reception E _i /R _j so as to reconstruct the fault. The sum of the rays makes it possible to accentuate the characteristics of the monitored zone and thus reconstruct the loss of thickness.

Pour ce faire, la structure est tout d’abord maillée. La fonction géométrique est ensuite calculée pour chaque paire de transducteurs d’émission/réception E_i/R_jen tout point d(x, y) du maillage :To do this, the structure is first of all with a grid. The geometric function is then calculated for each pair of transmit/receive transducers E _i /R _j at any point d(x, y) of the mesh:

Cette fonction correspond au quotient de la somme des distances entre les points au transducteur d’émission et au transducteur de réception par rapport à la distance entre ces derniers. Elle est égale à 1 pour tous les points dans le trajet direct et augmente par ailleurs en fonction de la distance. Pour former le rayon elliptique, un seuillage est appliqué. Ainsi, la distribution elliptique pour un rayon est définie par :This function corresponds to the quotient of the sum of the distances between the points to the transmit transducer and the receiving transducer relative to the distance between these. It is equal to 1 for all points in the direct path and otherwise increases with distance. To form the elliptical radius, thresholding is applied. Thus, the elliptical distribution for a radius is defined by:

où est le seuil, dit facteur de forme, permettant de contrôler la taille de l’ellipse. Enfin, l’approximation de la perte d’épaisseur en chaque point du maillage est obtenue par sommation linéaire des ellipses de toutes les paires possibles de transducteurs d’émission/réception telle que :Or is the threshold, called form factor, making it possible to control the size of the ellipse. Finally, the approximation of the loss of thickness at each point of the mesh is obtained by linear summation of the ellipses of all the possible pairs of transmission/reception transducers such that:

La résolution de la reconstruction dépend fortement de la taille des ellipses. Si cette taille est trop grande, le défaut ne peut être résolu. Dans le cas contraire, la reconstruction converge vers la rétroprojection linaire et met en évidence l’insuffisance des données de mesures. Pour résoudre cette difficulté, on optimise le facteur de forme en fonction du nombre de transducteurs.The resolution of the reconstruction strongly depends on the size of the ellipses. If this size is too large, the fault cannot be resolved. Otherwise, the reconstruction converges towards the linear back-projection and highlights the insufficiency of the measurement data. To solve this difficulty, we optimize the form factor depending on the number of transducers.

Les Figures 14a et 14b montrent les résultats de la reconstruction tomographique, basés sur les signaux de détection acquis selon l’exemple de la plaque de la figure 11. Ainsi, en référence à la figure 14a, on obtient une cartographie MAP de la perte d’épaisseur de la plaque 50’’, fournissant, en tout point de la plaque, une valeur quantifiée de la perte d’épaisseur, restituée préférentiellement au moyen d’une échelle de couleurs SCA (en mètre dans l’exemple), une couleur étant attribuée à chacune d’une pluralité de plages de valeurs de pertes d’épaisseur issues des mesures. L’échelle de couleur permet ainsi d’interpréter facilement la cartographie obtenue, tant au niveau de la localisation des pertes d’épaisseur, que de leur évaluation quantitative. Ainsi le défaut de corrosion rectangulaire 51’’ apparaît nettement sur la cartographie. La figure 14b illustre en traits pleins la variation du profil d’épaisseur estimé de la plaque suivant la dimension y. Ce profil estimé correspond à une vue en coupe de la cartographie de la perte d’épaisseur selon y, suivant un plan de coupe passant par un axe médian du défaut rectangulaire 51’’, fournissant ainsi une troisième dimension qui permet d’affiner l’analyse du défaut. On a également représenté la variation théorique du profil d’épaisseur de la plaque suivant ce même plan de coupe (en traits pointillés). Les résultats de la reconstruction présentent un relativement bon accord avec les valeurs théoriques de la perte d’épaisseur.Figures 14a and 14b show the results of the tomographic reconstruction, based on the detection signals acquired according to the example of the plate of Figure 11. Thus, with reference to Figure 14a, we obtain a MAP mapping of the loss of thickness of the plate 50'', providing, at any point of the plate, a quantified value of the loss of thickness, preferably restored by means of an SCA color scale (in meters in the example), a color being assigned to each of a plurality of ranges of loss values thickness from the measurements. The color scale thus makes it possible to easily interpret the map obtained, both in terms of the location of thickness losses and their quantitative evaluation. Thus the rectangular corrosion defect 51'' appears clearly on the map. FIG. 14b illustrates in solid lines the variation of the estimated thickness profile of the plate along the dimension y. This estimated profile corresponds to a sectional view of the map of the loss of thickness along y, along a sectional plane passing through a median axis of the rectangular defect 51'', thus providing a third dimension which makes it possible to refine the fault analysis. The theoretical variation of the thickness profile of the plate along this same cutting plane has also been represented (in dotted lines). The reconstruction results show a relatively good agreement with the theoretical values of the thickness loss.

En variante, la reconstruction du défaut sur la plaque pourrait être effectuée au moyen d’un réseau circulaire de transducteurs d’émission/réception, par exemple au nombre de 40, disposés sur la plaque de façon à entourer le défaut. La reconstruction du défaut pourrait également être effectuée au moyen d’un second réseau parallèle de transducteurs d’émission/réception s’étendant suivant la direction x de la plaque.As a variant, the reconstruction of the defect on the plate could be carried out by means of a circular network of transmission/reception transducers, for example 40 in number, arranged on the plate so as to surround the defect. The reconstruction of the defect could also be carried out by means of a second parallel array of transmit/receive transducers extending along the x direction of the plate.

Ainsi, grâce à une sélection préalable de mode et de fréquence de travail appropriés, le temps de vol est utilisé pour estimer la perte d’épaisseur entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception. La perte d’épaisseur ainsi estimée est rétro-projetée sous la forme d’une ellipse liant les transducteurs de chaque paire de transducteurs d’émission/réception. La somme de toutes les contributions des paires de transducteurs permet de fournir la cartographie de la distribution spatiale de la perte d’épaisseur. La rétroprojection dans un motif elliptique au lieu d’un motif linéaire permet avantageusement de remédier au problème de l’insuffisance des données de mesure. Ainsi, une image tomographique peut être obtenue avec moins de transducteurs. De plus, le processus de filtrage mis en œuvre avant la reconstruction permet de réduire les artefacts et augmente la précision de la reconstruction. En outre, la simplicité de la sommation confère à la méthode une grande flexibilité vis-à-vis de la géométrie des réseaux de transducteurs.Thus, thanks to a prior selection of appropriate mode and working frequency, the flight time is used to estimate the thickness loss between each pair of transmit/receive transducers. The loss of thickness thus estimated is retro-projected in the form of an ellipse linking the transducers of each pair of transmission/reception transducers. The sum of all the contributions from the pairs of transducers makes it possible to provide the map of the spatial distribution of the thickness loss. Back-projection in an elliptical pattern instead of a linear pattern advantageously solves the problem of insufficient measurement data. Thus, a tomographic image can be obtained with fewer transducers. Moreover, the filtering process implemented before the reconstruction reduces the artifacts and increases the accuracy of the reconstruction. In addition, the simplicity of the summation gives the method great flexibility with respect to the geometry of the transducer arrays.

Claims (12)

Système de contrôle de la corrosion d’une structure métallique par ondes ultrasonores guidées produites par effet magnétostrictif, comprenant, de part et d’autre d’une zone à inspecter de ladite structure:

• au moins une sonde d’émission (E) comportant au moins une membrane formée d’une bande (2E) d’un matériau magnétostrictif, cette bande ayant deux faces opposées dont l’une est dirigée vers l’intérieur et est adaptée à être rendue solidaire de la structure à contrôler, et l’autre est dirigée vers l’extérieur et sur laquelle est placée une bobine d’excitation pour créer au voisinage de la membrane un champ magnétique variable en rapport avec un signal électrique d’excitation appliqué aux bornes de la bobine, et
• au moins une sonde de réception (R) comportant au moins une membrane formée d’une bande (2R) d’un matériau magnétostrictif, cette bande ayant deux faces opposées dont l’une est dirigée vers l’intérieur et est adaptée à être rendue solidaire de la structure à contrôler, et l’autre est dirigée vers l’extérieur et sur laquelle est placée une bobine de détection pour délivrer un signal électrique de détection en rapport avec la variation du champ magnétique dans la membrane en fonction d’une onde ultrasonore reçue,

ledit système étant caractérisé en ce que ladite bobine d’excitation/détection comprend une pluralité de solénoïdes (3E/3R) agencés sur la bande, formant un réseau de transducteurs d’émission/réception indépendants (E_{i =1,…,Ne}/ R_{j =1,...Nr}), ledit système comprenant :

• des moyens d’excitation (60) par application à un transducteur d’émission d’une tension d’excitation alternative selon une fréquence d’excitation prédéterminée,
• des moyens de commutation (70) pour commander séquentiellement dans le temps, l’excitation de chaque transducteur d’émission du réseau de transducteurs d’émission (E_{i =1,…,Ne}) par lesdits moyens d’excitation,
• des moyens d’acquisition (80) pour commander séquentiellement dans le temps l’acquisition du signal de détection délivré par chaque transducteur de réception du réseau de transducteurs de réception (R_{j =1,...Nr}), en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission,
• des moyens (100) d’enregistrement d’une matrice de détection correspondant à l’ensemble des signaux de détection acquis,
• des moyens de traitement (100) de la matrice de détection au moyen d’un algorithme de reconstruction tomographique destiné à reconstituer une cartographie à deux ou trois dimensions de la zone à inspecter, fournissant une distribution de la variation d’épaisseur de la structure en tout point de la zone à inspecter.

System for monitoring the corrosion of a metal structure by guided ultrasonic waves produced by the magnetostrictive effect, comprising, on either side of a zone to be inspected of said structure:

• at least one emission probe (E) comprising at least one membrane formed from a strip (2E) of a magnetostrictive material, this strip having two opposite faces, one of which is directed inwards and is adapted to be made integral with the structure to be controlled, and the other is directed outward and on which is placed an excitation coil to create in the vicinity of the membrane a variable magnetic field in relation to an electrical excitation signal applied to the coil terminals, and
• at least one reception probe (R) comprising at least one membrane formed from a strip (2R) of a magnetostrictive material, this strip having two opposite faces, one of which is directed inwards and is adapted to be rendered attached to the structure to be controlled, and the other is directed outwards and on which is placed a detection coil to deliver an electric detection signal in relation to the variation of the magnetic field in the membrane as a function of a wave ultrasound received,

said system being characterized in that said excitation/detection coil comprises a plurality of solenoids (3E/3R) arranged on the strip, forming an array of independent transmission/reception transducers (E_{I =1,…,Ne}/R_{I =1,...Nr}), said system comprising:

• excitation means (60) by application to an emission transducer of an alternating excitation voltage according to a predetermined excitation frequency,
• switching means (70) for controlling sequentially in time, the excitation of each emission transducer of the array of emission transducers (E_{I =1,…,Ne}) by said excitation means,
• acquisition means (80) for controlling sequentially over time the acquisition of the detection signal delivered by each reception transducer of the network of reception transducers (R _{j =1,...Nr} ), in response to the signal generated by each emission transducer,
• means (100) for recording a detection matrix corresponding to all the detection signals acquired,
• means (100) for processing the detection matrix by means of a tomographic reconstruction algorithm intended to reconstitute a two- or three-dimensional map of the zone to be inspected, providing a distribution of the variation in thickness of the structure in any point in the area to be inspected.

Système de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits solénoïdes sont de forme rectangulaire, dont la largeur est définie de façon à générer et détecter, pour une fréquence d’excitation sélectionnée, un mode guidé spécifique adapté au contrôle de la corrosion, comprenant au moins le mode SH.Control system according to Claim 1, characterized in that the said solenoids are rectangular in shape, the width of which is defined so as to generate and detect, for a selected excitation frequency, a specific guided mode suitable for corrosion control, including at least the SH mode. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réseau de transducteurs d’émission et le réseau de transducteurs de réception sont disposés de façon à entourer au moins partiellement la zone à inspecter.System according to Claim 1 or 2, characterized in that the array of transmitting transducers and the array of receiving transducers are arranged so as to at least partially surround the zone to be inspected. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de transducteurs de réception est disposé sensiblement parallèlement au réseau de transducteurs d’émission.System according to any one of the preceding claims, characterized in that the array of reception transducers is arranged substantially parallel to the array of transmission transducers. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite structure étant une structure tubulaire, les réseaux de transducteurs d’émission et de réception s’étendent le long d’au moins une partie de la circonférence de la conduite tubaire, dans un plan transversal à l’axe de la structure tubulaire.System according to any one of the preceding claims, characterized in that the said structure being a tubular structure, the arrays of transmitting and receiving transducers extend along at least part of the circumference of the tubular pipe, in a plane transverse to the axis of the tubular structure. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les réseaux de transducteurs d’émission et de réception s’étendent parallèlement à l’axe de la structure tubulaire, de façon diamétralement opposée l’un à l’autre, sur toute la longueur de la zone à inspecter.System according to Claim 5, characterized in that the arrays of transmitting and receiving transducers extend parallel to the axis of the tubular structure, diametrically opposite to each other, over the entire length of the the area to be inspected. Procédé de contrôle de la corrosion dans une structure métallique par ondes ultrasonores guidées produites par effet magnétostrictif, comprenant les étapes suivantes :

• on fournit un système de contrôle selon l’une quelconque des revendication 1 à 6,
• on commande séquentiellement dans le temps l’excitation de chaque transducteur du réseau de transducteurs d’émission par lesdits moyens d’excitation,
• on commande séquentiellement dans le temps l’acquisition du signal de détection délivré par chaque transducteur du réseau de transducteurs de réception, en réponse au signal généré par chaque transducteur d’émission,
• on enregistre la matrice de détection correspondant à l’ensemble des signaux de détection acquis,
• on exploite ladite matrice de détection au moyen d’un algorithme de reconstruction tomographique adapté pour reconstituer une cartographie à deux ou trois dimensions de la zone à inspecter, fournissant une distribution de la perte d’épaisseur de la structure en tout point de la zone à inspecter.

Method for controlling corrosion in a metallic structure by guided ultrasonic waves produced by magnetostrictive effect, comprising the following steps:

• a control system according to any one of claims 1 to 6 is provided,
• the excitation of each transducer of the array of transmission transducers is controlled sequentially over time by said excitation means,
• the acquisition of the detection signal delivered by each transducer of the network of reception transducers is controlled sequentially in time, in response to the signal generated by each transmission transducer,
• the detection matrix corresponding to all the detection signals acquired is recorded,
• said detection matrix is exploited by means of a tomographic reconstruction algorithm adapted to reconstitute a two- or three-dimensional map of the zone to be inspected, providing a distribution of the loss of thickness of the structure at any point of the zone to be inspected inspect.

Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’on opère une sélection préalable de mode guidé et de fréquence d’excitation spécifiques, adaptés au contrôle de la corrosion.Method according to claim 7, characterized in that a prior selection of guided mode and specific excitation frequency, adapted to corrosion control, is carried out. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’on détermine la variation de temps de vol pour ledit mode guidé spécifique liée à la variation d’épaisseur sur le trajet des ondes entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception, on en déduit la variation de vitesse moyenne pour ledit mode guidé, et on détermine la variation d’épaisseur moyenne correspondante entre chaque paire de transducteurs d’émission/réception, en projetant cette variation de vitesse moyenne sur la courbe de dispersion dudit mode guidé spécifique exprimant la vitesse de groupe en fonction du produit fréquence d’excitation-épaisseur de ladite structure, le résultat de la détermination de la variation d’épaisseur moyenne le long des trajets d’ondes guidées pour chaque paire de transducteurs d’émission/réception constituant une matrice de projections.Method according to Claim 8, characterized in that the variation in flight time for the said specific guided mode linked to the variation in thickness on the path of the waves between each pair of transmission/reception transducers is determined, the average speed variation for said guided mode, and the corresponding average thickness variation is determined between each pair of transmitting/receiving transducers, by projecting this average speed variation onto the dispersion curve of said specific guided mode expressing the speed group as a function of the excitation frequency-thickness product of said structure, the result of determining the average thickness variation along the guided wave paths for each pair of transmitting/receiving transducers constituting a matrix of projections. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite cartographie est obtenue par rétroprojection de l’ensemble des projections de la matrice de projections sous la forme d’une ellipse reliant les transducteurs d’émission/réception de chaque paire de transducteurs d’émission/réception et par sommation des contributions de chaque paire de transducteurs d’émission/réception.Method according to Claim 9, characterized in that the said cartography is obtained by back-projection of all the projections of the projection matrix in the form of an ellipse connecting the transmission/reception transducers of each pair of transmission transducers /reception and by summation of the contributions of each pair of transmission/reception transducers. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l’étape de rétroprojection est précédée d’une étape de filtrage des projections.Method according to Claim 10, characterized in that the back-projection step is preceded by a step of filtering the projections. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l’étape de filtrage est réalisée pour chaque projection dans le domaine de Fourier via la multiplication par une fonction filtre.Method according to Claim 11, characterized in that the filtering step is carried out for each projection in the Fourier domain via multiplication by a filter function.