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HAprs la publication de plusieurs documents officiels dcrivant son application, lmission acoustique simpose dsormais dans un grand nombre de sites indus-triels pour assurer le contrle priodique des quipements sous pression. Par rap-port aux preuves hydrauliques traditionnellement utilises, la mthode est beau-coup moins contraignante. Elle assure un contrle global de lquipement, sans quil soit forcment ncessaire de le remplir deau ou darrter lexploitation durant une longue priode. Les dfauts dtects sont ensuite analyss plus finement avec des mthodes complmentaires. Parmi elles, le contrle par ultrasons et la m-thode TOFD connaissent depuis peu un engouement particulier.

Depuis le dbut des annes 2000, le contrle des quipements sous pression connat sa petite rvolution. A lorigine, une di-rective europenne, baptise 97/23/CE ou DESP (directive des quipements sous pres-sion). Applique en France travers larrt du 15 mars 2000, elle autorise lemploi de mthodes alternatives lpreuve hydrauli-que, lors de la requalification priodique des quipements sous pression. La modification semble anodine, mais elle a suffi boulever-ser les habitudes. Jusqualors, lpreuve hy-draulique constituait en effet la seule m-thode rglementaire pour contrler un

quipement sous pres-sion. La mthode est efficace, mais elle pose plusieurs problmes. Pour la mettre en uvre, il faut arrter linstallation, remplir le rservoir avec de leau, et le mettre sous pression. Pour cela, les exploitants sont con-traints de vider des rservoirs qui contien-nent parfois de gros volumes de fluides in-flammables ou toxi-ques. Une fois

lpreuve termine, il faut ensuite traiter puis rejeter plusieurs centaines - voire plusieurs milliers - de mtres cubes deau pollue. Dans certains cas, on doit aussi attendre que le rservoir soit parfaitement sec pour le remplir nouveau avec le fluide du process. Durant tout ce temps, linstallation est obli-gatoirement larrt Autre limitation, le type de contrle que lon ralise. Lpreuve hydraulique ne met en vidence que les dfauts conduisant une chute de pression (tels que des fissures d-bouchantes). Ces anomalies sont donc d-tectes un stade dj bien avanc. Enfin, lpreuve peut elle-mme favoriser le dve-loppement de certains dfauts en crant des conditions propices la corrosion. Dans certains cas, lpreuve hydraulique est

impossible raliser. Soit parce que le net-toyage et le schage sont incompatibles avec les exigences du process, soit parce que cer-tains organes internes (tels que des tamis molculaires) ne peuvent pas tre plongs dans de leau. Mais le plus souvent, cest la charge en eau qui pnalise le plus lexploi-tant. Certains quipements ne peuvent pas sup-porter lpreuve hydraulique, confirme Bruno Vandenberghe, responsable ligne de produits quipements sous pression au Cetim. Cest le cas par exemple de certaines cuves suspendues ou de rservoirs de trs grande capacit qui pourraient seffondrer sous le poids de leau .Jusqu prsent, ces cas particuliers faisaient lobjet dune drogation ponctuelle. Aprs tude du dossier, les Drire confirmaient lincapacit technique raliser lpreuve hydraulique et si-gnaient une drogation pour autoriser lexploitant effectuer un autre examen , indique Salim Benmedakhene, Pdg dAETech. Avec la direc-tive 97/23/CE et larrt de mars 2000, les procdures et les mthodes ont volu. La rglementation franaise parle dessais de rsis-tance. Lexamen peut bien sr tre assur par une preuve hydraulique, mais aussi par toute autre m-thode assurant le mme niveau de scurit , pr-cise Jean-Claude Lenain, Pdg de Mistras Group (ex-Euro Physical Acoustics). On peut ds lors envisager de remplacer lpreuve hydraulique par des techniques moins contraignantes. Dans le cadre de la nouvelle rglementation, il est autoris, par exemple, deffectuer un essai pneumatique (jusqualors jug trop dangereux) en le surveillant par une m-thode de contrle non destructif.

Un contrle global de lquipementParmi ces mthodes, lmission acoustique montre tout son intrt. Le principe, rappe-lons-le, est bas sur la dtection des micro-dplacements internes qui se manifestent au sein dun matriau lorsquil est soumis une sollicitation. Des capteurs dmission acous-

tique disposs en maillage sur une structure dtectent lnergie libre par ces microd-placements lors de lessai de mise sous pres-sion. Ils peuvent ainsi dceler tous les dfauts de nature volutive : fissures, corrosion ac-tive, fuites, etc. Par rapport aux preuves hydrauliques, lmission acoustique offre de multiples avantages. La mthode assure un contrle global de lquipement sous pres-sion en dtectant et en localisant les sources dites missives (o lon suspecte la pr-sence dun dfaut volutif). Les dfauts sont dtects un stade prcoce, ds leur amor-age, donc avant quils ne deviennent dan-gereux. Pour lexploitant, lintrt est vi-dent. Il na plus vidanger lquipement, ni

le remplir deau : suivant les cas, il peut raliser un essai pneumatique ou mme uti-liser le fluide du process. Les temps de s-chage sont supprims ainsi que toutes les contraintes lies au poids de leau ou la corrosion. Enfin, les capteurs dmission acoustique peuvent tre placs sur la struc-ture lors de chaque requalification, ou tre installs demeure pour une surveillance continue de lquipement.Grce ces avantages, la mthode connat un succs croissant dans la requalification priodique des quipements sous pression, constate Salim Benmedakhene (AETech). Les entreprises exploi-tantes, dans la chimie ou la ptrochimie, par exem-ple, y trouvent tout leur intrt .

Lengouement pour lmission acoustique sexplique aussi par la publication de plu-sieurs documents officiels dcrivant ses mo-dalits dapplication et simplifiant les dmar-ches administratives. Cest le cas en particulier du Guide des bonnes pratiques pour le contrle par mission acoustique des quipements sous pression, labor en 2000 par le Groupe de travail mission acoustique (GEA) et valid par le ministre de lIndus-trie. Le guide, qui fait aujourdhui rfrence dans la profession, explique comment pro-cder une requalification par mission acoustique et dfinit la famille dquipe-ments concerns. Au fil des ans, plusieurs annexes sy sont greffes. Elles englobent

PLmissionacoustiqueremplaceavantageusementlpreuvehydrauliquetraditionnellementutilisepourcontrlerlesquipe-mentssouspression.

PElledtecteetlocaliseleszonesmissivesolonsuspectelaprsencededfautsvolutifs.

PPouraffinerlediagnostic,ilfautensuiteutiliserdesmthodescomplmentaires.

Lessentiel

Lmission acoustique remplace souvent lpreuve hydraulique dans le contrle des cuves de grande capacit.

Les capteurs dmission acoustique peuvent tre placs sur les quipements sous pression lors de chaque requalification, ou tre fixs demeure sur la structure.

Cetim

AET

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CONTRLE dEs quipEmENTs sOus pREssiON

Lmission acoustique a tout pour sduire

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au fur et mesure de nouveaux types dquipements (les deux annexes ajoutes en 2009, par exemple, dcrivent le contrle des autoclaves et des racteurs chimiques). Le document prcise galement que le rem-placement de lpreuve hydraulique lors de la requalification est admis, sous rserve du respect du guide et de ses bonnes prati-ques. Pour lexploitant, les dmarches sont simplifies. Toutes les familles dquipements mentionnes dans le guide et ses annexes peuvent tre contrles par mission acoustique sans quil soit ncessaire de passer par des demandes de drogations (du moment que le contrle est ralis en conformit

avec les bonnes pratiques) , explique Salim Benmedakhene (AETech). Seuls les quipe-ments qui ne sont pas dcrits dans le guide ncessitent encore de raliser un dossier sp-cifique pour demander une drogation aux Dreal. Une fois laccord administratif obtenu, la procdure est relativement simple. Lessai est ralis par un personnel certifi Cofrend (ni-veau 2 et 3) en prsence de lexpert dun organisme habilit (Apave, Bureau Veritas, etc.). Le prestataire ralise un diagnostic qui donne une ide de ltat de sant de lquipement. Cest ensuite lorganisme habilit qui analyse

les rsultats du contrle, et consulte des do-cuments complmentaires (rapports de linspection gnrale de lquipement, con-trle des lments de scurit, etc.). Lmission acoustique nest quun des lments de la requalification dcennale, explique Bruno Vandenberghe (Cetim). Elle est associe dautres types dinspections, tels que des contrles visuels ou linspection des zones sensibles de lqui-pement par dautres mthodes de contrle non des-tructif . Cest partir de tous ces rsultats que lorganisme habilit prononce ensuite la re-qualification de lquipement.

Le TOFD, pour un contrle localisSi lmission acoustique conduit la dtec-tion et la localisation des dfauts, elle nest pas adapte au contrle approfondi de cha-cun dentre eux. Pour connatre le type de dfaut dont il sagit, ou le dimensionner avec prcision, dautres mthodes sont utilises. Le contrle seffectue toujours du global vers le ponctuel. On utilise dabord lmission acoustique pour reprer les sources missives, puis on ralise un contrle localis laide de mthodes complmen-taires , prcise Bruno Vandenberghe (Cetim). En fonction de la svrit des dfauts, on peut en-suite dfinir ce que lon appelle un plan dinspec-tion, ajoute Jean-Claude Lenain (Mistras Group). Celui-ci se dcline en plusieurs tapes : lidentification des types de dfauts, la localisation des zones o ils apparaissent, la dfinition des meilleures mthodes de surveillance, et de la prio-dicit du contrle .Parmi les mthodes complmentaires utili-ses pour affiner le diagnostic, les techniques ultrasonores sont devenues incontournables. La mthode TOFD (Time Of Flight Diffraction) connat en particulier un regain dintrt. Elle consiste envoyer sur la zone contr-ler un faisceau dondes ultrasonores et analyser la diffrence de temps de vol entre londe diffracte par les bords du dfaut et lcho de fond. En connaissant la vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans le matriau, on en dduit les dimensions et la profondeur du dfaut. La mthode est essentiellement utilise pour le contrle des soudures. Par rapport la technique ultrasonore classique, elle offre plusieurs spcificits. Les principaux avantages sont lis la vitesse dacquisition des signaux et la rapidit dexcution du contrle , souligne Mario Cence, grant de Metalscan et expert en CND. Les soudures, par exemple, peuvent

tre contrles en un seul passage. Autre avantage de la mthode, sa simplicit de mise en uvre. Les moyens de contrle sont l-gers, et aucune prparation particulire nest ncessaire. Il suffit de dresser un chafaudage autour des zones contrler pour que les oprateurs puissent avoir accs librement aux joints souds , ajoute Mario Cence (Metalscan). La mthode assure galement un dimensionnement pr-cis des dfauts, tout en tant peu sensible leur orientation. Enfin le TOFD est une m-thode dimagerie qui fournit une cartogra-phie de la zone inspecte (avec tous les avan-tages connus en termes denregistrement des rsultats, de traabilit, etc.). Bien sr, la mthode a aussi ses limites. Elle requiert notamment un niveau dexpertise lev pour interprter correctement les r-sultats. Olivier Cassier, directeur technique de Sofranel, met en garde contre lapparente simplicit des mthodes dimagerie. On a souvent tendance croire que les images sont faciles interprter. Mais cest un peu comme une cho-graphie mdicale : pour analyser correctement les rsultats et raliser le bon diagnostic, il faut tre mdecin , souligne-t-il. La mthode TOFD

reste aussi limite aux gomtries simples. On ne peut pas inspecter toutes les soudures, con-firme Mario Cence (Metalscan). Celles qui ont des profils complexes ou qui sont situes proximit de zones coudes, par exemple, sont difficiles voire impossibles contrler avec cette mthode . A cela sajoute le contexte rglementaire. Les travaux de certification officielle des oprateurs pour la mthode TOFD devraient aboutir sous peu. Pour linstant, la certification pour le contrle classique par ultrasons et une formation complmentaire aux TOFD suffisent.

Des mthodes complmentairesMalgr tout, la mthode TOFD commence se populariser, indique Bruno Vandenberghe (Cetim). Un nombre croissant de prestataires squipent de ce moyen de contrle . Sa rapidit et la possibilit dobtenir des images faciles sauvegarder contribuent bien sr au succs de cette mthode, mais ce ne sont pas les raisons principales. Lintrt pour les moyens de contrle ultrasonores provient surtout dune tendance gnrale qui consiste rem-placer les techniques utilisant des sources rayons X ou gamma par des mthodes alter-

natives. Sous la pression de lAutorit de sret nuclaire et de lINRS, les professionnels du domaine commencent notamment rem-placer le contrle radiographique par la m-thode TOFD. Il faut dire que la radiographie prsente un certain nombre de risques pour la scurit des oprateurs et quelle ncessite des protections qui ne sont pas toujours fa-ciles mettre en uvre. Avec la mthode TOFD, il ny a plus aucun risque. De plus, le contrle offre la mme fiabilit, tout en tant beaucoup plus rapide. Nous avons rcem-

LasocitICIC&Pestspcialisedanslafabricationdeproduitschimiques(tensioactifs,lubrifiants,etc.).SursonsitedeChoques,prsdeBthune,elledisposededeuxrservoirssphriquesde11mtresdediamtrecontenantdeloxydedthylneetdeloxydedepropylne.Pourcontrlercesquipements,lexploitantalongtempsutilislpreuvehydraulique.Maislamthodetaitcontraignante.Elleimposaitlasocitdarrterlquipementdurantdeuxoutroissemainesetdutiliserplusde3000m3deaupourlaverlesrservoirsunvolumedeauconsquentquilfallaitensuitetraiteravantdelerejeterdanslemilieunaturel.En1993,leCetimmetfincescontraintesaveclamiseenuvredunsuivipriodiqueparmissionacoustique.Lecontrle,ralistouslesdeuxans,remplaceavantageusementlpreuvehydraulique.Lesrservoirssontqualifisplusrapidement,sansquilsoitncessairedelesvideretdelesnettoyer.Linterventiondemandeprsdeseptheuresetlinstallationnestimmobilisequedurantunejourne.Pourlesraccorderlorsdechaquecampagnederequalificationsansdtriorerlerevtement,lescapteursacoustiquessontimplantsdemeuresurlerservoirdoxydedthylne.Ilsassurentunedtectionetunelocalisationprcisedesdfautsvolutifs.

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Certains appareils assurent la fois un contrle par ultrasons phased-array et TOFD.

Sofra

nel

Cetim

Les mthodes ultrasonores sont souvent utilises en complment de lmission acoustique pour caractriser plus finement les dfauts. Parmi elles, le TOFD offre beaucoup dintrt. Il fournit rapidement une cartographie de la zone inspecte.

Cetim

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fait les mmes choses , souligne Olivier Cassier (Sofranel).Ainsi, les ultrasons ou la radiographie sont privilgis dans la recherche des dfauts in-ternes, alors que la magntoscopie et le res-suage, par exemple, sont particulirement adapts la caractrisation des dfauts de surface. Sans compter que ces procds sont galement plus conomiques quun contrle ultrasonore. Autre technique, la thermogra-phie infrarouge pulse qui rvle (un peu la manire de la magntoscopie) la prsence de dfauts sur toutes sortes dquipements. Enfin, lACFM connat aussi un succs croissant, constate Jean-Claude Lenain (Mistras Group). Il faut dire quelle offre un moyen de contrle com-parable la magntoscopie, tout en tant plus rapide et moins nocive pour lenvironnement . On le voit, il existe de nombreuses mthodes

permettant daffiner le diagnostic une fois que lmission acoustique a mis en vidence les zones suspectes dun quipement. Le type de dfaut, le cot, la rapidit ou la facilit de mise en uvre de la mthode orienteront le choix du prestataire vers lun ou lautre de ces moyens de contrle. Prcisons toutefois que malgr leurs avanta-ges manifestes, ces techniques ne remplace-ront jamais compltement lpreuve hydrau-lique. Il y aura toujours un bilan conomique faire, nuance Bruno Vandenberghe (Cetim). Lorsquon doit contrler des quipements de trs faible capacit ou lorsquon na aucune contrainte avec le type de fluide ou le poids de leau, par exem-ple, il ny a aucun intrt utiliser des mthodes telles que lmission acoustique qui est bien plus coteuse que lpreuve hydraulique .

Marie-Line Zani-Demange

Petits rappels thoriquesP Leprincipedelmissionacoustiqueestbassurladtectiondesondesultrasonoresgnresauseindunmatriaulorsquilcomporteunouplusieursdfautsdenaturevolutive.Diffrentsphnomnesphysiquespeuventconstituerunesourcemissivedtectablepardescapteursdmissionacoustique:fissures,corrosionactive,fuitesdeliquidesoudegaz,etc.P LecontrleparlamthodeTOFD(TimeOfFlightDiffraction)consistepositionnerdeuxtraducteursultrasonoresdepartetdautredellmentcontrler(unesoudure,gnralement),etlesfairefonctionnerenmodetransmission.Lorsquundfautestprsent,celui-cidiffracteunepartiedufaisceauenvoyparlmetteur.Cestcetteondediffractequiestdtecteparlautretraducteur.Sonanalysepermetdelocaliseretdedimensionnerledfautpartirdelamesuredutempsdevol.P LamthodeACFM(AlternatingCurrentFieldMeasurement)estbasesurlaformationduncourantlectriquealternatifinduitdanslapeaudumatriaucontrler.Laprsencedundfautprovoqueuneperturbationduchampmagntiquequiestgnrparlecourantinduit.Cestlanalysedecetteperturbationquiconduitalorsladtectionetaudimensionnementdudfaut.

ment ralis un contrle par TOFD de plusieurs sphres de stockage. Linspection de chaque sphre na dur que quatre jours, alors quil aurait fallu prs de trois semaines par sphre avec la radiogra-phie , prcise Bruno Vandenberghe (Cetim). Une autre technique ultrasonore profite de cette tendance : les capteurs multilments. La mthode est plus proche du contrle classique par ultrasons (puisquon ex-ploite, l aussi, la rflexion des ondes et non leur diffraction) et elle fournit, tout comme le TOFD, une image de la zone contrle. Les multilments sont tout aussi trompeurs que le TOFD sils sont mal mis en uvre, mais ils per-mettent dutiliser les mmes critres que le contrle ultrasonore classique pour la qualification des d-fauts , ajoute Olivier Cassier (Sofranel). Pour tous les professionnels du domaine, la m-thode est appele se gnraliser. Il existe, par ailleurs, des instruments sophistiqus qui guident lutilisateur dans la prparation du contrle et facilitent le diagnostic. On peut par exemple simuler la position des capteurs par rapport aux soudures et voir lavance ce que lon va contrler. Cela permet de bien positionner le capteur et de paramtrer correctement le contrle , poursuit Olivier Cassier. Bien sr, ce type dappareil sera aussi plus coteux quun sys-tme de contrle par TOFD (et donc aussi plus cher quun appareil traditionnel de con-trle par ultrasons). Pour Mario Cence (Metalscan), toutes ces m-thodes se compltent. De manire gnrale, toutes les techniques de CND, ou presque, peuvent tre utilises pour inspecter les d-fauts dtects par mission acoustique lors de la surveillance des appareils sous pression. Cest pour cela que mme si la plupart dentre elles sont employes depuis plusieurs dizaines dannes, elles continuent coexister. Suivant que lon utilise lune ou lautre dentre elles, on ne voit pas tout