Des systèmes d’inspection entièrement automatisés pour les composants de moteurs d’aéronef
Bien que l’aéronef moderne soit une machine hautement automatisée et de haute technologie, sa maintenance et son inspection sont encore largement manuelles. En d’autres termes, même les tâches de maintenance les plus courantes peuvent prendre du temps et être extrêmement coûteuses, sans parler du risque d’erreur humaine. La bonne nouvelle, c’est que cette situation commence lentement à évoluer, grâce notamment à des initiatives financées par l’UE telles que le projet AUTHENTIC(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Avec le soutien de l’entreprise commune «Clean Sky 2»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet a mis au point un système d’inspection entièrement automatisé pour détecter les défauts superficiels dans les composants soudés de moteurs essentiels à la sécurité. «Notre système d’inspection fiable peut réaliser des inspections plus rapides sur des composants à grandeur réelle, éliminer la subjectivité humaine lors de l’inspection et créer un environnement de travail plus sain et plus propre pour les techniciens», déclare Eider Gorostegui Colinas, chercheuse principale à Lortek(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le partenaire principal du projet.
Introduire la thermographie par induction
Au cœur du projet se trouve la thermographie active par induction, une technologie qui recourt à une caméra thermique pour examiner la propagation de la chaleur d’une surface (dans ce cas, les soudures) lorsqu’elle est chauffée par induction. «Les défauts agissent comme des obstacles à la propagation de la chaleur, et cette chaleur concentrée dans les zones défectueuses est directement captée par la caméra infrarouge», explique Eider Gorostegui Colinas. Dans la solution AUTHENTIC, les inspections sont réalisées automatiquement par un robot, dont la tête contient la caméra thermique et l’inducteur. «Chaque tête est conçue pour inspecter une zone spécifique d’un composant et, lorsqu’elles sont utilisées ensemble, elles peuvent couvrir toute la surface à inspecter», précise-t-elle. Les enregistrements obtenus sont traités pour créer des images, qui font l’objet d’une détection automatique des défauts à l’aide d’algorithmes qui déterminent l’emplacement et la taille des défauts.
Détecter les fissures sous tous les angles
Ce qui rend la solution AUTHENTIC vraiment unique, c’est son inducteur innovant: il est conçu pour optimiser les temps d’inspection et permet à la solution de détecter des fissures sous tous les angles. «C’est très important, car les inducteurs traditionnels ne peuvent détecter que les fissures situées perpendiculairement au champ magnétique induit», explique Eider Gorostegui Colinas. Auparavant, cette limitation était surmontée en recourant à une tête de robot doté d’un degré de liberté de rotation supplémentaire pour garantir la détection de n’importe quelle fissure. Toutefois, cette étape rendait le système plus complexe et allongeait les temps d’inspection.
Poser la bonne question
Pour tester l’adéquation du système, les chercheurs se sont tournés vers l’analyse de la probabilité de détection (PD). «La question n’est pas de savoir “quelle est la plus petite fissure que l’on peut détecter avec la thermographie”, mais plutôt “combien de fissures n’avons-nous pas détectées”», explique Eider Gorostegui Colinas. «En d’autres termes, l’accent devrait être mis sur la fiabilité, un aspect souvent négligé lors du développement de nouveaux systèmes.» En utilisant la méthode PD aléatoire, les chercheurs ont testé différents ensembles d’échantillons afin de calculer la plus petite fissure détectable de manière fiable.
Faire progresser l’état de l’art
Le projet AUTHENTIC a permis de faire progresser l’état de l’art dans le domaine de la maintenance et de l’inspection automatiques des aéronefs. «La thermographie ouvre un nouveau paradigme en permettant d’automatiser l’inspection et la détection, en éliminant les éventuelles erreurs d’exécution humaine lors de la détection des défauts, en facilitant le test des différentes conceptions et en accélérant les inspections», conclut Eider Gorostegui Colinas. Bien que le projet lui-même soit désormais terminé, les chercheurs continuent à travailler sur leur solution afin de parvenir à son industrialisation finale dans un avenir proche.
Mots‑clés
AUTHENTIC, systèmes d’inspection automatisés, aéronef, moteur d’aéronef, thermographie par induction, robots, maintenance des aéronefs, entreprise commune Clean Sky 2, induction, soudures, probabilité de détection
