Développement d’un système de tomographie ultrasonore pour l’inspection de lingots d’acier

Résumé

Dans l’industrie métallurgique, la détection de défauts dans des produits semi-finis comme les lingots permettrait d’éliminer les pièces défectueuses avant même qu’elles soient transformées par un autre procédé manufacturier, représentant donc un gain financier et un gain de temps. Ce mémoire présente l’application d’une méthode d’imagerie quantitative, développé par Huthwaite & Simonetti (2011) et appelée Hybrid Algorithm for Robust Breast Ultrasound Tomography (ou HARBUT), dans la détection d’hétérogénéités dans une barre d’acier. Ceci peut présenter un grand intérêt pour les manufacturiers dans le rejet ou l’acceptation de ces structures. Un modèle par éléments finis a été développé avec le logiciel Pogo FEA (Huthwaite (2014)) simulant le lingot d’acier en immersion dans l’eau. Cette étude par simulation permet d’affirmer qu’il est possible d’utiliser HARBUT pour l’estimation quantitative de la vitesse de propagation du son dans une coupe de la barre d’acier. La vitesse moyenne dans la barre d’acier est estimée avec une erreur relative de moins de 2%. Les hétérogénéités modélisées sont bien détectés, avec une résolution spatiale d’une demi-longueur d’onde et avec une erreur relative d’environ 10 %. Ces résultats proviennent de la modélisation de la barre d’acier en immersion avec des sondes positionnées au contact de celle-ci. La partie expérimentale permet de valider une reconstruction partielle la cartographie de vitesse de cette échantillon, extraite d’un large lingot d’acier, forgé et ayant subi un traitement thermique, étudié dans Dupont-Marillia, Jahazi, Lafreniere & Belanger (2017). Une différence de 10 m/s est observée dans la reconstruction de la vitesse de propagation du son au centre de cette barre et avec une erreur relative de 15% pour la vitesse moyenne du son à l’intérieur de celle-ci. Cependant, l’identification des différentes phases de l’acier et de la structure des joints de grains dans la barre d’acier n’a pas pu être reconstruite de façon satisfaisante, à cause de la non-validité dans ce type d’inspection de l’approximation de Born utilisé dans HARBUT pour la tomographie par diffraction.

Date	21 juil. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Pierre Bélanger (Directeur(-trice))