Sur les plastiques et les composites, le nom du matériau ne suffit pas : deux stratifiés portant la même désignation peuvent répondre différemment aux ultrasons. La faisabilité se vérifie sur l’échantillon.
- ✓ Atténuation élevée : basse fréquence et énergie élevée
- ✓ Vitesse acoustique bien plus faible que dans les métaux
- ✓ Dans les stratifiés, chaque interface entre plis génère un écho
- ✓ Essai préalable sur échantillon d’épaisseur connue
Les matières plastiques, les caoutchoucs et les matériaux composites partagent une caractéristique qui les rend difficiles pour la mesure par ultrasons : ils absorbent l’énergie acoustique bien plus que les métaux. Dans les polymères, l’absorption est de nature viscoélastique, c’est-à-dire qu’une partie de l’énergie de l’onde est convertie en chaleur pendant que l’impulsion progresse ; dans les composites s’ajoute la diffusion produite par le contraste entre la fibre et la matrice, qui dévie une part du faisceau à chaque interface.
La vitesse de propagation change elle aussi : elle est sensiblement plus faible dans ces matériaux que dans l’acier. La conséquence pratique est qu’un appareil configuré sur un métal renvoie, sur la même pièce en plastique, une valeur dépourvue de sens : la conversion entre temps de vol et épaisseur utilise un coefficient erroné. La vitesse correcte doit donc être réglée au cas par cas, et déterminée expérimentalement.
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Dans les stratifiés apparaît un troisième élément. Un composite est formé de plis superposés, et chaque interface entre plis réfléchit une partie de l’impulsion : le signal qui revient au traducteur ne contient pas un seul écho mais une suite d’échos rapprochés. Distinguer celui qui correspond à la paroi opposée des autres exige de voir la forme du signal, et non seulement la valeur affichée : c’est la raison pour laquelle, sur ces matériaux, la fonction A-Scan change substantiellement la fiabilité du contrôle.
Ce qui rend la mesure difficile
| Facteur | Effet et parade |
|---|---|
| Absorption viscoélastique | Signal faible : basse fréquence et énergie d’émission élevée |
| Vitesse acoustique réduite | Réglage obligatoire sur échantillon, jamais de valeurs de table pour métaux |
| Structure en couches | Échos multiples d’interface : la lecture du signal en A-Scan est nécessaire |
| Charges et porosité | Diffusion supplémentaire, variable même à désignation de matériau identique |
| Surface d’appui | Couplant compatible avec le polymère et retirable sans dommage |
L’essai sur échantillon est la seule vérification valable
Aucune fiche technique ne peut garantir à l’avance qu’une mesure aboutira sur un composite ou sur une plastique chargée. Formulation, pourcentage et orientation des fibres, porosité et température modifient le comportement acoustique même au sein d’une famille déclarée identique : deux pièces apparemment identiques peuvent donner des résultats différents.
La vérification fiable consiste à essayer sur un échantillon réel, si possible d’épaisseur connue et mesurée mécaniquement. Cet essai fournit deux informations : si l’écho de fond est exploitable et quelle vitesse de propagation régler. C’est la façon de travailler que nous préférons : évaluer ensemble la faisabilité avant l’achat.
Instruments recommandés
| Produit | Pourquoi il est pertinent |
|---|---|
| Dakota PMX4-DL | Forte pénétration pour plastiques, caoutchoucs et composites très atténuants |
| Dakota PMX2-DL | Mesure de précision sur matériaux non métalliques bien accessibles |
| Traducteurs pour épaisseurmètres de précision | Traducteurs monoélément et à ligne à retard pour faibles épaisseurs |
| Couplants ultrasonores | Couplage stable et retirable sur surfaces polymères |
Questions fréquentes
Dans de nombreux cas oui, mais cela dépend du matériau considéré. Fibre, matrice, porosité et nombre de plis modifient la réponse acoustique : la faisabilité ne s’établit qu’en essayant sur un échantillon réel.
Presque toujours parce que la vitesse de propagation d’un métal est réglée. Dans les polymères, la vitesse est bien plus faible : sans réglage sur le matériau réel, la conversion entre temps de vol et épaisseur est erronée.
Il est fortement recommandé. Dans un stratifié, chaque interface entre plis génère un écho : voir le signal permet de reconnaître celui qui correspond à la paroi opposée et d’éviter des lectures accrochées à des réflexions intermédiaires.
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