L’émission acoustique (Acoustic Emission Testing en anglais) est une méthode d’essai non destructif, globale et rapide. Elle est bien adaptée aux applications de vérification de l’intégrité des grandes structures en minimisant fortement les temps d’intervention et les arrêts couteux. C’est une méthode passive qui permet de suivre la progression de l’endommagement en temps réel d’un composant en fonctionnement. Plusieurs codes et normes encadrent cette méthode.

1. Principe

L’émission acoustique est un phénomène de libération d’énergie sous forme d’ondes élastiques transitoires résultant des micro-déplacements locaux internes à un matériau (fissures, inclusions, corrosion, délaminage, etc.). Ce phénomène se manifeste au sein de nombreux matériaux, quand ils sont soumis à des sollicitations d’origines mécaniques, thermiques ou chimiques.

L’application d’une charge et/ou la présence d’un environnement agressif produit des modifications internes telles que l’évolution de fissure, des déformations plastiques locales, de la corrosion et, dans certains cas, des transformations de phase qui génèrent l’émission acoustique. Cela donne, de ce fait, certaines informations sur le comportement interne des matériaux considérés. Les ondes se propagent dans la structure puis sont détectées au moyen de capteurs spécifiques qui permettent la conversion des mouvements de surface du matériau en signaux électriques. Ces signaux sont traités par des instrumentations adaptées en vue d’indiquer et de localiser les sources d’émission acoustique.

2. Mode d'examen

La mesure de l’émission acoustique générée par une structure soumise à sollicitation peut être décrite en deux phases :

·        Détection de l’onde acoustique :

La détection est assurée généralement par des capteurs piézo-électriques permettant la conversion de l’onde acoustique en un signal électrique. Le signal d’émission acoustique est ensuite conditionné par un préamplificateur qui assure l’adaptation de l’impédance électrique, l’amplification et le filtrage. Le signal d’émission acoustique est ensuite transmis au système de mesure qui permet la numérisation, l’enregistrement des formes d’ondes en temps réel et/ou l’extraction d’un certain nombre de paramètres relatifs aux signaux. L’émission acoustique peut être continue ou discrète. Le signal d’émission acoustique discrète appelé salve a l’allure générale d’une sinusoïde amortie.

·        Analyse des données d’émission acoustique en temps réel et différé :

Une fois les données d’émission acoustique stockées, des traitements adéquats sont appliqués afin d’évaluer les résultats des mesures. Ces traitements portent sur les paramètres des salves (analyses historique et statistique), mais permettent aussi de grouper les salves détectées par les différentes voies de mesure pour localiser les sources d’émission acoustique.

Comme pour les autres méthodes d’essai, le personnel requis pour les prestations, la réalisation des essais et l’interprétation des résultats doit posséder la formation et l’expérience correspondantes dans le domaine du contrôle par émission acoustique. Ces conditions requises de qualification et de certification sont spécifiées dans la norme NF EN ISO 9712.

3. Domaines d'application

Les champs d’applications de l’émission acoustique sont multiples :

  • Contrôle de l’intégrité des équipements sous pression. L’émission acoustique est une alternative à l’épreuve hydraulique pour la requalification des équipements sous pression.
  • Contrôle des structures industrielles telles que les réacteurs nucléaires
  • Contrôle en ligne des procédés de fabrication des matériaux
  • Surveillance des installations en fonctionnement
  • Détection des fuites
  • Détection de la corrosion
  • Recherche et développement
  • Applicable sur de nombreux matériaux (aciers, composites, céramiques, etc.)

4. Intérêts de la méthode

L’émission acoustique présente de nombreux avantages parmi lesquels :

  • Le contrôle global de la structure (volumique),
  • La détection et localisation des défauts évolutifs,
  • Le contrôle dynamique en temps réel dans les conditions de service ou de sollicitation,
  • Le diagnostic de la sévérité de l’endommagement,
  • Le suivi dans le temps,
  • La prévention des risques industriels,
  • Le contrôle des structures en service,
  • La minimisation du temps d’intervention et d’immobilisation des installations.

5. Normes associées

Normes actuellement en vigueur

NF EN 1330-9, Essais non-destructifs - Terminologie - Partie 9 : termes utilisés en contrôle par émission acoustique

NF EN 13477-1, Essais non destructifs - Émission acoustique - Caractérisation de l'équipement - Partie 1 : description de l'équipement

NF EN 13477-2, Essais non destructifs - Émission acoustique - Caractérisation de l'équipement - Partie 2 : vérifications des caractéristiques de fonctionnement

NF EN 13554, Essais non destructifs - Émission acoustique - Principes généraux

NF EN 14584, Essais non destructifs - Essais d'émission acoustique - Contrôle des équipements métalliques sous pression pendant l'épreuve - Localisation planaire des sources d'EA

NF EN 15495, Essais non destructifs - Émission acoustique - Vérification des équipements métalliques sous pression pendant l'épreuve - Localisation par zone des sources d'EA

Guide des bonnes pratiques pour le contrôle par émission acoustique des équipements sous pression, 2ième édition 2009 et erratum N° 1 du 14 juin 2011, AFIAP, GEA

Texte élaboré par la COFREND en collaboration avec Hasnae ZEJLI et Catherine HERVÉ (CETIM).

Crédit Photo : CETIM