Le contrôle visuel (Visual Testing en anglais) est la plus ancienne méthode d’essai non destructif (END) qui, lorsqu’elle est mise en œuvre, précède toutes les autres méthodes d’END. En fonction des conditions d’observation, le contrôle visuel est soit direct, soit indirect.

1. Principe

Le contrôle visuel regroupe l’ensemble des techniques d'examens non destructifs qui utilisent le rayonnement électromagnétique dans le domaine de la lumière visible, c’est-à-dire dans la bande des longueurs d’onde comprises environ entre 400 à 700 nm. Il consiste à l’analyse, par un contrôleur, des variations de réflectivité relative d’une pièce soumise à un éclairage dont la géométrie et la puissance lui permettent de mettre en évidence les défauts recherchées. L’utilisation d’instruments optiques tels que des loupes, endoscopes ou systèmes télévisuels permet, lorsque cela est nécessaire, d’obtenir une plus grande sensibilité que celle de l’œil humain nu ou d’accéder à des zones de géométries complexes ou contraignantes. Des aides à la caractérisation peuvent être fournies à l’opérateur, sous la forme de lignes laser par exemple.

Le contrôle visuel est direct si le chemin optique n’est pas interrompu entre la surface inspectée et l’œil du contrôleur. Cette catégorie regroupe les contrôles à l’œil nu et ceux utilisant  des loupes, miroirs, lentilles, boroscopes, fibres optiques, etc.

Le contrôle visuel est indirect si le chemin optique est interrompu entre la surface inspectée et l’œil du contrôleur. Cette catégorie regroupe les contrôles par photographies, caméras, vidéo-endoscopes, etc.

Le contrôle visuel permet la détection de tout défaut débouchant en surface (fissures, rayures, porosités, retassures, gouttes froides, lignes, repliures, dédoublures, criques, tapures, dépôts, traces de corrosion, dépôts, corps migrants, arrachement, etc.).

La méthode produit une image de la pièce, et des indications éventuellement détectées. Cette image peut, dans la plupart des cas, être enregistrée pour assurer la traçabilité du contrôle. Dans le cadre d’un contrôle manuel utilisant des instruments d’optique, la détermination précise de la localisation et des dimensions des indications peut être complexe ; dans le cadre d’un contrôle mécanisé, cette caractérisation est simple à réaliser et peut être très précise.

Visualisation d’une fissure d’ouverture 20 µm et de longueur 6 mm dans la paroi intérieure d’un tube de faible diamètre (AREVA NDE Solutions)

2. Mode d'examen

L’examen est réalisé par un contrôleur dans des conditions permettant la détection du défaut recherché sur la pièce inspectée. Les principaux paramètres qui influent sur la sensibilité de l’inspection sont décrits ci- dessous.

L’éclairage

La géométrie de l’éclairage doit être adaptée au défaut recherché, afin de créer le contraste nécessaire à la détection :

  • pour la recherche d’un accident de surface (fissure, rayure, trace de choc, etc.) un éclairage rasant est privilégié : les indications linéaires se détectent d’autant mieux qu’elles sont perpendiculaires au flux de lumière rasante ;
  • pour une coloration de surface (brûlure, corrosion, etc.) un éclairage coaxial est privilégié.

La puissance de l’éclairage doit être adaptée au récepteur de la lumière, afin qu’un signal suffisant soit recueilli. Dans le cas d’un contrôle direct les normes préconisent un éclairement lumineux minimum de 160 à 500 lux selon le type de contrôle. Dans le cas d’un contrôle indirect, cette valeur devra être adaptée à la sensibilité du capteur d’image.

La résolution

La résolution (capacité du système à voir de petits défauts) doit être adaptée à la configuration de contrôle : en effet plus elle contraignante, plus la taille du champ inspecté sera faible, et l’utilisation d’optiques, caméras, systèmes de positionnement mécanisés, etc. pourra être requise pour garantir la sensibilité. De plus l’utilisation d’optiques augmentant la résolution diminue généralement la profondeur de champ du système, ce qui augmente encore les contraintes de mise en œuvre.

À l’œil nu, il est possible de détecter des détails d’une largeur supérieure à quelques dizaines de micromètres. En utilisant des instruments d’optique, il est possible de visualiser des indications ayant une largeur de l’ordre du micromètre.

La couleur (contrôle indirect)

Le contrôle en couleur permet d’accéder à des informations supplémentaires, importantes en particulier dans des cas tels que la recherche de corrosion ou de dépôts, mais dans le cadre d’un contrôle indirect l’obtention d’images couleur implique une diminution importante de la sensibilité et de la résolution latérale du capteur, ainsi qu’une augmentation significative du volume des données : son utilisation devrait être limitée aux cas ou elle est réellement nécessaire.

 

3. Domaine d'application

Le contrôle visuel est une méthode largement utilisée dans tous les secteurs de l’industrie, essentiellement en contrôle de procédé ou en complément d’autres méthodes d’END. Il permet la détection et surtout la caractérisation de tous types de défauts présents en surface d’une pièce, à la condition que le matériel d’inspection mis en œuvre ait des caractéristiques compatibles avec l’application (sensibilité, profondeur de champ, précision de positionnement en particulier).

Il est utilisable sur tous types de matériaux, tant en fabrication qu’en maintenance.

La sensibilité de la méthode est peu affectée par les petites variations de géométrie, la nuance du matériau inspecté, ses caractéristiques mécaniques, etc. : le contrôle visuel est donc une méthode générale, permettant de réaliser un contrôle surfacique quand aucune autre méthode ne peut être mise en œuvre.

Le contrôle visuel atteint ses limites

  • en sensibilité sur les surfaces très brillantes ou pour la recherche de discontinuités très fines sur des pièces de géométries complexes (du fait de la faible profondeur de champ corrélée à ce type de contrôle) ;
  • en sélectivité pour la recherche de défauts fins dont la géométrie n’est pas significativement différente de l’état de surface nominal de la pièce : dans ce cas, sa qualification peut être très complexe car la classification des indications dépend fortement du facteur humain ;
  • en temps de contrôle lors de la recherche de petits défauts sur des pièces de grandes dimensions à cause de la faible taille de champ associée à ce type de contrôles.

Robot autonome permettant de réaliser des inspections VT en milieu immergé et irradié (AREVA NDE Solutions)

4. Intérêt de la méthode

L’inspection visuelle requière un investissement initial très limité, qui va croissant avec la sensibilité et les performances requises en termes de caractérisation recherchées (inspection télévisuelle, inspection mécanisée). Elle garantit la traçabilité des données inspectées, et peut être réalisée en environnement très hostile (température, milieu corrosif, rayonnements ionisants, etc.).

La méthode n’utilise pas d’effluents ou de champs magnétiques élevés, son impact en matière d’hygiène, de sécurité et d’environnement (HSE) est limité à la fatigue oculaire de l’opérateur, qui peut être importante en cas de contrôles de longue durée, d’éclairage d’intensité inadaptée ou d’analyse sur écran.

Le fait que la détection des indications sur l’image soit réalisée directement par le cerveau humain, qui est reste le plus performant système de traitement d’images, permet à la méthode d’avoir un très grand spectre d’applications, en étant adaptable à tous les matériaux à inspecter ou une très grande variété de défauts présents en surface à rechercher. Le pendant de cet avantage est que cette méthode ne dispose que rarement de critères quantitatifs de notation et ne permet donc pas l’automatisation de la détection des indications dans la majorité des cas : la classification et la caractérisation des indications sont donc complexes à réaliser.

5. Normes associées

Normes actuellement en vigueur

NF EN 1330-10 Essais non destructifs - Terminologie - Partie 10 : termes utilisés en contrôle visuel

NF EN 13018/A1 Essais non destructifs - Examen visuel - Principes généraux

NF EN 13927 Essais non destructifs - Contrôle visuel – Équipement

PrNF EN ISO 18490 Essais non destructifs — Evaluation de l'acuité visuelle du personnel END (publication prévue pour 2015)

Texte élaboré par la COFREND en collaboration avec Matthieu TAGLIONE (AREVA NDE-Solutions INTERCONTROLE).

Crédit Photo : AREVA NDE-Solutions INTERCONTROLE