Contrôle non destructif – Guide Pratique

Last updated: January 26, 2026

Le contrôle radiographique est une méthode de contrôle non destructif qui utilise des rayonnements ionisants pour révéler la structure interne d’un composant sans l’endommager.

En faisant passer des rayons X ou des rayons gamma à travers un matériau, vous pouvez capturer une image de ce qui se trouve sous la surface.

Les défauts internes tels que les fissures ou les vides, totalement invisibles à l’œil nu, deviennent visibles sur la radiographie résultante.

Imaginez un important moulage en métal qui semble absolument parfait en surface. La finition est lisse, les dimensions respectent une tolérance de ±0,1 mm et, visuellement, il semble sans défaut. Puis, il subit une défaillance catastrophique sous charge.

Peu de choses sont plus déconcertantes, ou dangereuses, qu’une pièce qui semble intacte à l’extérieur mais cache des défauts mortels à l’intérieur. Vous vous retrouvez face aux morceaux brisés, en vous demandant ce qui n’a pas fonctionné.

En réalité, les défauts les plus dangereux se cachent souvent profondément sous la surface, là où vos pieds à coulisse et vos jauges ne peuvent tout simplement pas atteindre.

Pour vérifier véritablement l’intégrité structurelle, vous avez besoin d’un moyen de voir à travers les matériaux solides, tout comme un médecin examine un os fracturé.

C’est l’objectif principal du contrôle radiographique. Il repose sur le principe que le rayonnement traverse la matière mais est absorbé différemment selon la densité et l’épaisseur du matériau.

Cet article constitue un guide complet de la procédure de contrôle radiographique. Il explique pourquoi cette méthode est la norme industrielle pour le contrôle de soudage et l’examen de fonderie.

Nous comparerons également les deux sources de rayonnement distinctes disponibles (générateurs de rayons X et isotopes de rayons gamma) afin que vous compreniez quelle source est adaptée à votre application spécifique.

Voici ce que vous devez savoir.

Technique de radiographie argentique

Si vous vous êtes déjà cassé un os et avez regardé cette étrange feuille en noir et blanc sur un négatoscope, vous avez vu la radiographie argentique en action.

Alors que l’industrie évolue rapidement vers les capteurs numériques, le film strictement analogique reste la technique la plus ancienne et la mieux établie pour l’acquisition d’images dans le contrôle non destructif.

Il y a une raison pour laquelle elle perdure : elle fonctionne de manière fiable et fournit un enregistrement permanent physique et tangible que les auditeurs apprécient.

Mais obtenir une image claire est d’une complexité trompeuse. Il ne suffit pas de « viser et tirer ».

Vous peignez essentiellement avec des rayonnements, en utilisant un film radiographique pour capturer une image latente, une modification chimique invisible sur le film qui n’apparaît qu’après le traitement.

Le concept repose sur l’absorption différentielle. Lorsque vous projetez un rayonnement à travers une soudure, une section pleine absorbe plus d’énergie qu’une section présentant une fissure ou un vide.

Le rayonnement qui traverse frappe les cristaux d’halogénure d’argent de l’émulsion du film. Les zones recevant plus de rayonnement (comme les vides) deviennent plus sombres lors du développement, tandis que les zones plus denses apparaissent plus claires. L’interprétation de ces variations de densité est la clé pour repérer le défaut.

Avant de gaspiller du film coûteux sur une pièce, vous devez toujours inspecter l’état de surface d’abord. Comme détaillé dans notre guide sur le contrôle visuel, supprimer les irrégularités de surface au préalable évite de fausses indications sur votre radiographie.

Sélection et manipulation des films

On ne peut pas utiliser n’importe quel film pour des pièces industrielles. Le film est classé par des systèmes comme l’ISO 11699-1 en fonction de la rapidité et de la taille du grain. Voici le compromis que vous devez gérer :

• Film à grain fin (vitesse plus lente) produit des images très nettes mais nécessite des temps d’exposition plus longs.
• Film à gros grains (vitesse plus rapide) réduit votre temps d’exposition mais produit des images plus « bruitées » avec moins de définition.

Pour protéger ce support sensible, vous devez charger le film dans un châssis étanche à la lumière ou une cassette. Cela se fait généralement en chambre noire ou dans un sac de chargement.

Toute exposition accidentelle à la lumière visible voilera le film et ruinera vos données d’inspection.

Vérification de la qualité avec les IQI

Comment prouver que votre exposition était réellement assez sensible pour voir une fissure microscopique ? Vous utilisez un Indicateur de Qualité d’Image (IQI), souvent appelé pénétramètre.

Il s’agit d’un petit dispositif (généralement une plaquette avec des trous ou une série de fils) placé du côté de la source de la pièce pendant l’exposition.

Lorsque vous examinez le film développé, vous devez être capable de voir les fils ou les trous spécifiques sur l’IQI qui correspondent à la sensibilité requise (souvent 2 % de l’épaisseur du matériau).

Si l’IQI n’est pas visible sur la radiographie, l’inspection est invalide, que la soudure paraisse bonne ou mauvaise. C’est votre preuve d’étalonnage.

Exigences de traitement en chambre noire

Créer l’image latente n’est que la moitié de la bataille. Vous devez ensuite la rendre visible par un traitement chimique. Cela se passe généralement dans un environnement de chambre noire strictement contrôlé ou dans une développeuse automatique.

Le processus suit une séquence stricte :

1. Développement : Convertit les cristaux d’halogénure d’argent exposés en argent métallique (les parties noires de l’image). Le contrôle de la température est ici critical ; une variance de seulement 1°C peut modifier considérablement la densité du film.
2. Bain d’arrêt : Arrête immédiatement le processus de développement pour éviter un sur-développement.
3. Fixage : Élimine les cristaux non exposés, rendant l’image permanente et insensible à la lumière.
4. Lavage et séchage : Élimine les résidus chimiques afin que le film puisse être conservé pendant des années sans se dégrader.

Selon des normes comme l’ISO 11699-2, vous devez surveiller constamment votre activité chimique. Si votre révélateur est trop faible ou trop froid, vous pourriez manquer un défaut simplement parce que le contraste du film était trop faible pour le montrer.

Archivage et stockage des films

L’un des principaux avantages du film est son rôle d’enregistrement légal permanent. Mais le maintien de cet enregistrement nécessite des conditions de stockage appropriées.

Selon l’ISO 11699-2, les films d’archive doivent être conservés dans un environnement contrôlé avec une humidité relative entre 30 % et 50 % et des températures inférieures à 21°C. Un mauvais stockage peut entraîner une détérioration de l’émulsion, décolorant l’image au fil du temps.

Les durées de conservation varient selon l’industrie et l’application. Les centrales nucléaires exigent généralement que les radiographies soient conservées pendant toute la durée de vie de la centrale plus le déclassement, souvent 50 ans ou plus.

Les dossiers des appareils à pression sous codes ASME sont couramment conservés pendant 10 ans et plus. Les inspections de pipelines selon l’API 1104 peuvent nécessiter une conservation pendant toute la durée de vie opérationnelle de la ligne.

Vérifiez toujours les exigences de conservation spécifiques dans votre code ou contrat applicable avant de vous débarrasser de tout enregistrement d’inspection.

Maintenant que vous comprenez comment capturer et développer une image radiographique, examinons les deux types de sources de rayonnement à votre disposition.

Sources Gamma vs Rayons X

Le choix entre les sources de rayons X et de rayons gamma se résume généralement à un compromis entre le contrôle et la portabilité.

Bien que les deux méthodes utilisent des rayonnements ionisants pour pénétrer les matériaux, la façon dont elles génèrent ces rayonnements est fondamentalement différente. Les rayons X sont générés par une machine utilisant l’électricité, ce qui signifie que vous pouvez ajuster l’intensité. Les rayons gamma proviennent de la désintégration nucléaire naturelle des isotopes.

Pour une analyse technique de ces méthodes, le guide de l’ASNT sur la méthodologie des contrôles radiographiques est une ressource fiable.

Rayonnement X

Les systèmes à rayons X fonctionnent en accélérant des électrons à haute vitesse à l’intérieur d’un tube sous vide. Lorsqu’un courant électrique élevé force ces électrons à percuter une cible en tungstène, leur énergie cinétique se convertit en photons de rayons X et en chaleur.

L’avantage massif ici est la modularité. Vous pouvez affiner la tension (kV) et l’ampérage (mA) pour correspondre à l’épaisseur spécifique de votre pièce.

Les unités industrielles standard fonctionnent généralement entre 160 kV et 450 kV. Parce qu’ils nécessitent une alimentation haute tension et des systèmes de refroidissement, les ensembles de rayons X sont généralement plus lourds et moins portables que leurs homologues gamma.

Ils sont idéaux pour les environnements d’atelier où l’énergie est facilement disponible.

Contrairement aux sources gamma, un tube à rayons X est sans danger lorsqu’il n’est pas alimenté. Dès que vous coupez l’électricité, le rayonnement s’arrête instantanément.

Rayonnement Gamma

Les rayons gamma proviennent de radioisotopes, des atomes instables qui émettent des rayonnements en se désintégrant vers un état stable. Les isotopes industriels les plus courants sont l’Iridium-192, le Sélénium-75 et le Cobalt-60.

Contrairement aux tubes à rayons X, vous ne pouvez pas éteindre ces sources. Elles sont « toujours actives », ce qui nécessite des protocoles de sécurité stricts et des conteneurs de blindage lourds.

Le principal avantage est la portabilité. Comme il n’y a ni cordon d’alimentation ni conduite de refroidissement, vous pouvez les utiliser dans des endroits reculés.

Le Cobalt-60 est particulièrement puissant, émettant des énergies à 1,17 MeV et 1,33 MeV, ce qui lui permet de pénétrer des sections d’acier épaisses qui arrêteraient un faisceau de rayons X standard.

Procédure de contrôle radiographique

Effectuer une inspection réussie ne consiste pas seulement à pointer une source de rayons vers un tuyau en espérant que tout se passe bien. Pour obtenir des résultats précis, vous devez suivre une procédure de contrôle radiographique stricte.

Parce que vous capturez une image fantôme des structures internes, même une petite erreur de géométrie ou de synchronisation peut masquer un défaut grave.

Le flux de travail se décompose en cinq étapes : viser la source de rayonnement, placer le film ou le détecteur, exposer la pièce, traiter les données et examiner l’image résultante.

Il y a cependant un piège : on ne peut pas corriger une mauvaise configuration en post-traitement. Des étapes telles que le positionnement de la source et le calcul de l’exposition ont lieu avant même de capturer une image.

Si ces étapes ne sont pas effectuées correctement, vous pourriez produire une radiographie qui semble claire mais qui ne montre pas les fissures ou les vides. C’est pourquoi une configuration appropriée est l’élément le plus important de tout le processus.

Préparation pré-inspection

Avant même de déverrouiller l’appareil d’exposition, vous devez effectuer un examen visuel approfondi de la pièce. Une idée reçue courante est que les rayons X vont simplement « voir à travers » le désordre de surface, mais il s’avère que les irrégularités de surface comme les projections de soudure ou les marques de meulage grossières peuvent apparaître comme des artefacts déroutants sur votre image finale.

Pour éviter cela, vous devrez peut-être meuler la surface pour qu’elle soit plane ou enlever les revêtements qui pourraient interférer avec l’interprétation.

Vous devez également évaluer l’accès physique. La radiographie nécessite généralement un accès aux deux côtés du composant (un pour la source, un pour le détecteur). Si vous ne pouvez pas atteindre l’arrière d’une soudure pour placer le film, vous devrez peut-être changer totalement de technique.

Enfin, vous devez créer un plan d’inspection détaillé. Cette documentation enregistre exactement la manière dont vous avez l’intention de radiographier la pièce, rendant le test reproductible par un autre technicien plus tard.

Positionnement de la source et du détecteur

Ici, la géométrie est primordiale. Vous devez diriger le faisceau de rayonnement au centre exact de la section que vous examinez. Idéalement, le faisceau doit être normal (perpendiculaire) à la surface du matériau.

Si le faisceau frappe la pièce avec un angle, l’image de tout défaut interne sera déformée ou décalée, ce qui rendra l’évaluation de sa taille beaucoup plus difficile. Des techniques spéciales existent pour des géométries spécifiques, mais l’objectif standard est de 90 degrés.

Vous devez également vous soucier de la variation d’épaisseur sur votre image. Nous suivons la règle des 6 % : l’épaisseur du matériau aux bords de votre zone de diagnostic ne doit pas dépasser l’épaisseur réelle au centre de plus de 6 %.

Si c’est le cas, la densité de l’image variera trop pour être lisible. Vous placez la cassette de film ou le détecteur directement à l’opposé de la source, aussi près que possible de l’objet pour réduire le flou géométrique.

Exposition et traitement

Le calcul du temps d’exposition est d’une complexité trompeuse. Il dépend de l’intensité de la source (Curie ou kV), de la distance par rapport au film et de la densité du matériau.

Contrairement à un appareil photo numérique qui prend un cliché instantanément, le film radiographique a une réponse cumulative. Il absorbe le rayonnement au fil du temps, ce qui signifie que l’acier plus épais nécessite une exposition nettement plus longue que l’aluminium mince.

Par exemple, considérons l’inspection d’une soudure en acier de 20 mm à l’aide d’une source d’Iridium-192 d’une activité de 50 Curies. À une distance source-film (SFD) de 700 mm, en utilisant un film de classe C5 avec des écrans de plomb, vous auriez généralement besoin d’une exposition d’environ 3 à 4 minutes.

Doublez l’épaisseur de l’acier à 40 mm, et cette exposition passe à environ 12-15 minutes. Ces valeurs sont dérivées des abaques d’exposition des fabricants, qui tracent l’épaisseur du matériau par rapport au facteur d’exposition (Curie-minutes ou mA-minutes) pour des distances source-film spécifiques.

Une fois l’exposition terminée, vous traitez le support. Pour les techniques de radiographie argentique traditionnelles, cela se passe en chambre noire. Vous passez le film par un processus de développement chimique pour révéler l’image latente.

Vous visualisez généralement le résultat final sous forme de négatif. Les zones plus sombres représentent une plus grande quantité de rayonnement traversant (moins de densité), tandis que les zones plus claires indiquent un matériau plus épais ou plus dense. On ne les imprime généralement pas en positif, on interprète directement le négatif à l’aide d’un visionneur à haute intensité.

Le film a bien servi l’industrie pendant des décennies. Mais et si vous pouviez vous passer totalement de chambre noire ?

Méthodes de radiographie numérique

Bien que le film soit la norme industrielle depuis des décennies, les méthodes de radiographie numérique deviennent rapidement le choix privilégié de nombreux techniciens en CND.

Considérez ce changement comme le passage d’un appareil photo argentique à un reflex numérique moderne.

Vous cessez de vous soucier des chambres noires et des produits chimiques et vous vous concentrez entièrement sur la qualité de l’image et l’analyse. Le bénéfice le plus immédiat que vous remarquerez est la vitesse.

Parce que vous supprimez le besoin de traitement chimique du film, le temps entre l’exposition et l’interprétation chute de manière significative. Vous gagnez également la capacité de stocker et de partager numériquement des fichiers sans avoir besoin de volumineuses archives physiques.

Plus important encore peut-être, les images numériques offrent une plage dynamique plus large. Cela signifie que vous pouvez ajuster la luminosité et le contraste sur votre moniteur pour révéler des défauts qui pourraient être invisibles sur une radiographie argentique standard.

Dans de nombreux cas, cela permet des temps d’exposition plus courts, améliorant ainsi la sécurité et l’efficacité.

Radiographie informatisée

La Radiographie Informatisée (CR) fait souvent office de pont entre l’ancien et le nouveau. Dans cette méthode, vous remplacez le film traditionnel par une plaque d’imagerie au phosphore réutilisable logée dans une cassette.

Le flux de travail ressemble beaucoup à la radiographie argentique : vous placez la cassette derrière la pièce, vous l’exposez au rayonnement, puis vous l’apportez à une station de traitement.

La différence se fait à l’intérieur de la plaque. Au lieu d’une réaction chimique, la couche de phosphore stocke l’énergie du rayonnement sous forme d’image latente. Vous insérez ensuite la plaque dans un scanner laser spécialisé. Le scanner lit l’énergie stockée et la convertit en signal numérique, créant votre image sur un écran d’ordinateur.

Le meilleur aspect est que vous pouvez effacer la plaque à l’aide d’une lumière intense et la réutiliser des milliers de fois. Bien qu’elle nécessite une étape de numérisation supplémentaire par rapport aux méthodes directes, la CR est souvent plus rentable et les plaques flexibles peuvent s’insérer dans des espaces restreints là où les détecteurs rigides ne le peuvent pas.

Radiographie directe

Si vous avez besoin de vitesse avant tout, la Radiographie Directe (DR) est généralement la solution. Cette technique fait totalement l’impasse sur l’étape intermédiaire de numérisation.

Vous utilisez un détecteur à panneau plat (souvent appelé Digital Detector Array ou DDA) qui se connecte directement à votre station de travail informatique. Lorsque le rayonnement frappe le détecteur, il est converti immédiatement en une charge électrique, puis en une image numérique.

L’image apparaît sur votre écran en temps réel ou presque, souvent quelques secondes après l’exposition. Cela rend la DR extrêmement efficace pour les environnements de fabrication à haut volume.

La qualité d’image est généralement supérieure à celle de la CR, offrant de meilleurs rapports signal sur bruit. Mais il y a un bémol : les panneaux sont rigides, fragiles et nettement plus chers que les plaques au phosphore. On utilise généralement la DR pour les applications où le détecteur peut être positionné facilement et où le temps de cycle est critique.

Tomographie informatisée

Parfois, une image 2D ne suffit pas. La radiographie standard aplatit un objet 3D en une ombre 2D, ce qui cause un problème connu sous le nom de superposition. Les structures à l’avant de la pièce masquent les défauts à l’arrière.

La Tomographie Informatisée (CT) résout ce problème en prenant des centaines, voire des milliers d’expositions radiographiques alors que la pièce (ou la source) tourne sur 360 degrés.

Un ordinateur puissant reconstruit ensuite ces images en un modèle volumétrique 3D complet. Cela vous permet de « découper » virtuellement l’objet sous n’importe quel angle.

Vous pouvez inspecter des géométries internes complexes, mesurer précisément l’épaisseur des parois sans couper la pièce et localiser la profondeur exacte d’un vide ou d’une fissure. Bien que l’équipement CT représente un investissement majeur et génère des fichiers de données massifs, il offre un niveau de précision géométrique qu’aucune autre méthode radiographique ne peut égaler.

Considérations sur les coûts et l’investissement

Lors de la planification de votre programme de radiographie, comprendre les coûts relatifs de chaque méthode vous aide à prendre des décisions éclairées.

La radiographie argentique présente de faibles coûts d’équipement initiaux mais des dépenses courantes élevées. Chaque feuille de film est à usage unique et vous devez entretenir des installations de chambre noire et des fournitures chimiques. Sur des milliers d’expositions, les coûts des consommables s’additionnent de manière significative.

La Radiographie Informatisée (CR) représente un moyen terme. L’investissement initial dans un scanner et des plaques est modéré, mais comme les plaques au phosphore peuvent être réutilisées pour plus de 1 000 expositions, votre coût de consommable par cliché chute considérablement par rapport au film.

La Radiographie Directe (DR) nécessite l’investissement initial le plus élevé. Les détecteurs à panneau plat peuvent coûter plusieurs fois le prix des systèmes CR, mais la DR offre le coût par cliché le plus bas et la cadence la plus rapide. Pour les opérations d’inspection à haut volume, la DR s’amortit souvent en quelques années grâce à la réduction de la main-d’œuvre et des dépenses de consommables.

La Tomographie Informatisée (CT) est l’option qui demande le plus de capital, avec des systèmes coûtant nettement plus cher que les configurations de radiographie conventionnelles. Mais pour les pièces complexes nécessitant une analyse volumétrique complète, la CT peut réduire le temps d’inspection global en éliminant le besoin de plusieurs clichés conventionnels sous différents angles.

Interprétation des images radiographiques

Capturer une radiographie n’est que la moitié du travail. Le véritable savoir-faire réside dans l’interprétation de ce que vous voyez.

Une radiographie est essentiellement une carte d’ombres des variations de densité à l’intérieur du matériau. Apprendre à reconnaître les signatures de défauts demande de la formation et de l’expérience, mais comprendre les bases vous aidera à apprécier ce que les interprètes qualifiés recherchent.

Densité du film et conditions de visualisation

Avant d’évaluer tout défaut, vous devez vérifier que la radiographie elle-même répond aux exigences de qualité. Vous mesurez la densité du film à l’aide d’un densitomètre étalonné.

La plupart des codes exigent que la densité dans la zone d’intérêt se situe entre 2,0 et 4,0 (sur l’échelle de densité optique). Si le film est trop clair (sous-exposé) ou trop sombre (surexposé), les défauts subtils deviennent invisibles.

Les conditions de visualisation comptent tout autant. Vous devriez évaluer les radiographies sur un négatoscope à haute intensité (visionneur de film) dans une pièce sombre. La lumière ambiante qui délave le visionneur rend presque impossible la détection des indications à faible contraste.

Pour les images numériques, votre moniteur doit être étalonné selon l’ASTM E 2698 ou équivalent, avec des réglages de luminosité et de contraste appropriés.

Apparences courantes des défauts

Différents défauts produisent des motifs caractéristiques sur une radiographie. Apprendre à reconnaître ces signatures est fondamental pour une interprétation précise.

• Porosité : Apparaît sous forme de petites taches sombres arrondies (les poches de gaz sont moins denses que le métal environnant). La porosité diffuse ressemble à des points aléatoires ; la porosité en nid d’abeille se regroupe dans des zones localisées ; la porosité alignée suit la direction de la soudure.
• Inclusions de laitier : Se présentent sous forme de formes sombres irrégulières, souvent allongées le long de l’axe de la soudure. Contrairement à la porosité, les inclusions de laitier ont des bords inégaux et peuvent apparaître en chapelet entre les passes de soudure.
• Manque de fusion : Apparaît comme une indication linéaire sombre le long du bord de la soudure ou entre les passes. Cela indique que le métal de soudure ne s’est pas correctement lié au métal de base ou à la passe précédente.
• Pénétration incomplète : Se manifeste par une ligne sombre à la racine de la soudure, indiquant que la soudure n’a pas traversé toute l’épaisseur du joint.
• Fissures : Apparaissent comme de fines lignes sombres irrégulières aux bords nets. Les fissures peuvent être longitudinales, transversales ou ramifiées (fissures en étoile). Ce sont généralement les défauts les plus critiques.
• Caniveau : Se présente comme une gorge sombre le long du bord du cordon de soudure là où le métal de base a été fondu sans remplissage adéquat.

Bases des critères d’acceptation

Toute indication ne signifie pas un rejet. Les codes et normes applicables définissent des critères d’acceptation qui spécifient la taille, le type et la distribution des défauts autorisés. Par exemple, l’ASME BPVC Section VIII a des normes d’acceptation différentes de l’AWS D1.1 pour l’acier de construction ou de l’API 1104 pour les pipelines.

En général, les fissures ne sont jamais acceptables, quelle que soit leur taille. Des indications arrondies comme la porosité peuvent être acceptables si elles entrent dans les limites de taille et d’espacement définies par le code. Les indications linéaires comme le manque de fusion sont généralement plus restreintes.

L’interprète doit mesurer chaque indication, la comparer au tableau d’acceptation applicable et prononcer une décision : acceptation, rejet ou réparation.

Seul le personnel certifié Niveau II ou Niveau III doit interpréter les radiographies et signer les rapports d’inspection. Une mauvaise interprétation peut conduire soit à des réparations inutiles (coûteuses), soit à des défauts manqués (dangereux).

Dispositions d’exposition pour le contrôle de soudage

La mise en place de la géométrie pour un cliché est souvent la partie la plus délicate de la procédure de contrôle radiographique. Vous ne pouvez pas simplement pointer la source de rayonnement vers une soudure en espérant obtenir une image nette.

Vous devez tenir compte de la géométrie de la pièce, de votre accès à celle-ci et de l’emplacement du film ou du détecteur par rapport à la source. Si vous vous trompez, le flou géométrique pourrait masquer les fissures mêmes que vous recherchez.

La disposition que vous choisissez détermine effectivement la manière dont le rayonnement traverse le matériau. En radiographie industrielle, nous classons ces configurations en deux grandes catégories : l’exposition simple paroi (SWE) et l’exposition double paroi (DWE).

Votre choix dépend entièrement de votre capacité pratique à atteindre les deux côtés du composant. Par exemple, l’inspection d’un grand réservoir de stockage est très différente de la vérification d’un tuyau de petit diamètre où vous ne pouvez pas physiquement insérer une source à l’intérieur.

Exposition panoramique

C’est la « règle d’or » pour les objets cylindriques comme les tuyaux, les réservoirs ou les appareils à pression.

Dans une exposition panoramique, vous placez la source de rayonnement (généralement une source de rayons gamma comme l’Iridium-192 en raison de sa portabilité) directement au centre géométrique du cylindre. Vous enveloppez ensuite le film ou les détecteurs autour de toute la circonférence extérieure de la soudure.

Cette configuration crée une exposition simple paroi / vue simple paroi (SWE/SWV). Puisque la source est au milieu, le rayonnement ne traverse la paroi en acier qu’une seule fois avant de frapper le film. Le résultat est une image de densité uniforme de l’ensemble du joint de soudure en un seul cliché.

C’est bien plus efficace que de prendre plusieurs expositions depuis l’extérieur. Le piège est évident : vous devez avoir accès à l’intérieur du tuyau ou du réservoir pour positionner la source avec précision.

Clichés par contact et elliptiques

Lorsque vous ne pouvez pas accéder à l’intérieur d’un tuyau (ce qui est courant pour la tuyauterie de petit diamètre), vous devez radiographier à travers le tuyau depuis l’extérieur. Il s’agit d’une Exposition Double Paroi (DWE).

Le faisceau de rayonnement pénètre deux parois du tuyau, mais généralement, nous n’évaluons que l’image de la paroi la plus proche du film. Cela décrit la disposition classique Exposition Double Paroi / Vue Simple Paroi (DWE/SWV).

Pour des visuels légèrement différents, vous pouvez utiliser la technique elliptique. Ici, vous décalez légèrement la source par rapport à l’axe perpendiculaire. Sur la technique de radiographie argentique résultante, la soudure circulaire apparaît sous forme d’ellipse.

Cela sépare les images des soudures supérieure et inférieure sur le film afin qu’elles ne se chevauchent pas directement. C’est particulièrement utile pour la tuyauterie de petit diamètre où vous souhaitez inspecter les deux parois en une seule vue, bien que cela nécessite un alignement précis pour que la soudure côté source n’obscurcisse pas la soudure côté film.

Équipement de contrôle radiographique

Lorsque vous commencez à mettre en place une inspection, vous réalisez rapidement que le Contrôle Radiographique (RT) n’est pas seulement une question d’appareil photo puissant. C’est un écosystème complet d’outils conçus pour générer, contrôler et capturer les rayonnements ionisants en toute sécurité.

À la base, toute configuration RT nécessite quatre composants essentiels : une source de rayonnement pour pénétrer la pièce, un appareil d’exposition pour loger cette source, un support d’imagerie pour enregistrer le résultat et, surtout, un équipement de sécurité pour préserver votre vie.

Vous avez généralement le choix entre deux catégories de systèmes : fixes ou portables. Les systèmes fixes sont généralement de grandes cabines de rayons X situées en usine. Ils offrent un excellent contrôle et une excellente résolution car ils fonctionnent sur une alimentation électrique stable.

Mais vous ne pouvez pas vraiment traîner un tube à rayons X massif sur un pipeline. C’est là que les systèmes portables entrent en jeu. Ceux-ci reposent généralement sur des sources de rayons gamma (isotopes) logées dans un blindage lourd. Ils sacrifient une certaine finesse d’image et le contrôle de la sécurité pour la capacité d’effectuer des clichés en plein milieu de nulle part.

Le choix de votre équipement dépend largement de la densité et de l’épaisseur de ce que vous inspectez.

Si vous devez vérifier un moulage en acier épais, vous avez besoin de la puissance de pénétration d’une source de Cobalt-60. Si vous vérifiez des soudures en aluminium minces, un tube à rayons X à tension plus basse vous donne la sensibilité au contraste nécessaire pour repérer les fissures fines.

Caméras radiographiques

En photographie, l’appareil capture la lumière. En radiographie, la « caméra » est en réalité le dispositif qui contient et libère la source radioactive. Il s’agit en fait d’un conteneur blindé qui agit comme un projecteur.

Le type le plus courant que vous rencontrerez sur le terrain est le projecteur. Ces dispositifs stockent l’isotope radioactif dans un bloc de blindage en uranium appauvri ou en tungstène lorsqu’ils ne sont pas utilisés.

Pour effectuer une exposition, vous utilisez un mécanisme à manivelle et des câbles de commande pour pousser la source hors du blindage, à travers un tube de guidage, jusqu’à la position d’exposition (souvent appelée le collimateur).

Cette conception utilise un canal en forme de S à l’intérieur du bloc de blindage. Cette forme empêche le rayonnement de sortir directement lorsque la source est en position de stockage.

Alternativement, certains systèmes plus anciens ou spécialisés utilisent une conception à obturateur, où une porte massive s’ouvre manuellement pour révéler la source. Bien que simples, ils nécessitent d’être plus proche de l’appareil, ce qui rend la distance de sécurité plus difficile à gérer.

Détecteurs et capteurs

De l’autre côté de votre pièce, vous avez besoin de quelque chose pour capturer les ombres. Traditionnellement, il s’agissait toujours de film à l’halogénure d’argent. Il fonctionne exactement comme un film photographique à l’ancienne : il est sensible aux rayonnements, nécessite un développement chimique et produit un négatif physique.

Le film est encore largement utilisé car il offre une très haute résolution spatiale et crée un enregistrement légal sur support physique.

Les inspections modernes s’orientent vers les détecteurs numériques. Vous pouvez utiliser des plaques phosphores (pour la radiographie informatisée), qui piègent l’énergie du rayonnement et sont ensuite scannées par un laser pour libérer une image numérique.

Ou, pour des résultats immédiats, vous pouvez utiliser des détecteurs à panneau plat (pour la radiographie directe). Ceux-ci convertissent le rayonnement directement en un signal électrique, vous donnant une vue de la structure interne en temps quasi réel. Bien que les panneaux plats soient coûteux et fragiles, ils accélèrent considérablement le flux de travail en éliminant les temps de traitement chimique.

Exigences de sécurité

Travailler avec les rayonnements est trompeur. Vous ne pouvez pas voir, sentir ou percevoir l’énergie qui traverse le matériau (et potentiellement vous). C’est pourquoi la sécurité est l’aspect le plus important du contrôle radiographique.

Avant même de toucher à une caméra ou à une source, le respect strict des réglementations sur les rayonnements ionisants et de vos règles locales spécifiques au site est non négociable.

Parce que les conséquences des erreurs sont graves, les inspecteurs ont besoin de licences d’exploitation délivrées par des agences étatiques et fédérales. Vous devez opérer dans un cadre strict conçu pour vous protéger ainsi que le public contre les dangers des rayonnements.

Une protection efficace repose sur trois principes fondamentaux : le Temps, la Distance et le Blindage.

Minimiser le temps passé près de la source réduit l’exposition totale. La distance est votre alliée car l’intensité du rayonnement chute brusquement en suivant la loi du carré inverse. Un blindage approprié entre vous et la source absorbe l’énergie avant qu’elle ne vous atteigne.

Équipement de sécurité du personnel

Vous ne pouvez pas compter sur vos sens pour détecter les rayonnements, vous devez donc utiliser une instrumentation spécialisée. Un moyen utile de comprendre ces dispositifs est de les comparer à un tableau de bord de voiture.

Tout d’abord, vous avez le radiamètre (tel qu’un compteur Geiger-Müller). Celui-ci agit comme un indicateur de vitesse. Il mesure le débit d’exposition à votre position actuelle en temps réel.

Cela vous permet de vérifier les limites de la zone contrôlée et confirme que vous ne vous tenez pas dans une zone “chaude”.

Ensuite, il y a le dosimètre opérationnel à alarme. Considérez-le comme votre compte-tours ou indicateur de “zone rouge”.

Si le niveau de rayonnement dépasse un seuil prédéfini, il déclenche une alarme sonore pour vous avertir immédiatement. Ce dispositif vous empêche de vous approcher par inadvertance d’une source exposée.

Enfin, vous portez un badge film ou un dosimètre thermoluminescent (TLD). Celui-ci sert d’odomètre. Il enregistre votre exposition cumulée sur une période plus longue, généralement un mois. Ceux-ci sont traités par un tiers pour vérifier que votre dose totale reste dans les limites légales valides.

La procédure standard exige que les radiologues travaillent par paires. Si un accident survient ou si une source ne se rétracte pas, la deuxième personne fournit le soutien nécessaire pour sécuriser la zone et exécuter les procédures d’urgence.

Matériaux de blindage

Le matériau que vous utilisez pour bloquer les rayonnements dépend fortement du type de rayonnement et de son énergie. Des matériaux à haute densité sont nécessaires pour arrêter le pouvoir pénétrant des rayons gamma et des rayons X.

Le plomb est la norme industrielle pour le blindage. Il est utilisé sous forme de feuilles, de blocs ou de “grenaille” (sacs remplis de billes de plomb) pour envelopper des composants ou des collimateurs.

Pour les situations nécessitant une densité encore plus élevée, vous pourriez utiliser de l’uranium appauvri ou du tungstène. Dans les grands bunkers fixes, l’épaisseur du béton ou du sable sert de blindage structurel efficace.

Le blindage est particulièrement critique pour les sources gamma. Contrairement à un tube à rayons X, que vous pouvez éteindre en coupant l’alimentation, un isotope radioactif est toujours actif. Il émet des rayonnements en continu par désintégration radioactive.

La source doit donc être logée dans un dispositif d’exposition (caméra) lourdement blindé chaque fois qu’elle n’est pas utilisée pour une exposition.

Pour plus d’informations détaillées sur les normes de sécurité mondiales, vous pouvez consulter les ressources fournies par l’IAEA radiation safety standards.

Niveaux de certification du personnel

Toutes les personnes effectuant de la radiographie n’ont pas la même autorité. Selon l’ASNT SNT-TC-1A (la norme de certification la plus largement adoptée en Amérique du Nord), le personnel END est qualifié selon trois niveaux distincts basés sur la formation, l’expérience et la compétence démontrée.

• Niveau I : Effectue des étalonnages, des essais et des évaluations spécifiques sous supervision directe. Un technicien de Niveau I peut installer l’équipement et acquérir des radiographies mais ne peut pas interpréter les résultats ni valider des rapports d’inspection.
• Niveau II : Travaille de manière indépendante pour installer et étalonner l’équipement, effectuer les inspections et interpréter les résultats selon les codes et normes applicables. Le personnel de Niveau II peut préparer des procédures écrites et former les techniciens de Niveau I.
• Niveau III : La qualification la plus élevée. Responsable de l’établissement des techniques, de l’interprétation des codes et normes, de la désignation des méthodes et procédures, et de la certification du personnel de Niveau I et II. Un Niveau III peut autoriser l’utilisation de nouvelles techniques et résoudre les litiges concernant les résultats d’inspection.

Les cadres européens et internationaux suivent une structure similaire sous l’ISO 9712. Quel que soit la norme qui s’applique, le principe clé reste le même : seul le personnel dûment certifié doit effectuer, interpréter ou superviser les inspections radiographiques.

Applications industrielles

Le contrôle radiographique est essentiellement les « yeux » du monde industriel. Il est valorisé dans différents secteurs car il nous permet de détecter des défauts internes sans endommager le composant lui-même.

Que nous vérifiions un tube soudé ou une pale de turbine, l’RT apporte la preuve définitive nécessaire pour la sécurité et la conformité réglementaire. La capacité de voir les défauts sous la surface le rend indispensable pour vérifier la qualité des infrastructures critiques.

Énergie et pétrochimie

Dans l’industrie pétrolière et gazière, le maintien du confinement est l’objectif principal.

Les techniciens utilisent l’RT pour inspecter des kilomètres de pipelines, de grands réservoirs de stockage et des structures offshore complexes pour détecter des signes de corrosion localisée ou des défauts de soudure. Ces inspections sont souvent obligatoires pour prévenir les risques environnementaux.

C’est également une exigence stricte pour les centrales nucléaires. L’inspection des cuves sous pression et des vannes vérifie qu’elles peuvent résister à des conditions de fonctionnement extrêmes sans défaillance, assurant la sécurité de l’installation et du public.

Aéronautique et Fabrication

En aviation, la défaillance structurelle n’est tout simplement pas une option. Les fabricants utilisent l’inspection par rayons X et la tomographie informatisée pour vérifier l’intégrité des moteurs d’avion critiques et des composants de cellule.

Il est tout aussi important dans la fabrication générale pour vérifier les composants automobiles, tels que les soudures de châssis et les pièces de moteur.

Avec l’essor de la fabrication additive (impression 3D), l’RT a trouvé un nouveau terrain. C’est l’un des rares moyens de confirmer le contrôle dimensionnel et la densité du matériau de pièces imprimées complexes qui seraient autrement impossibles à mesurer en interne.

Contrôle radiographique vs autres méthodes END

Comment le contrôle radiographique se compare-t-il aux autres méthodes d’examen non destructif ? Chaque technique a ses points forts.

Le contrôle par ultrasons excelle dans la mesure d’épaisseur et la détection de défauts plans mais nécessite un contact direct avec la surface. Le contrôle par magnétoscopie ne fonctionne que sur les matériaux ferromagnétiques et détecte les défauts débouchants ou proches de la surface. Le contrôle par ressuage révèle les fissures débouchantes en surface mais ne peut pas voir les défauts internes du tout.

La radiographie se distingue car elle fournit un enregistrement visuel permanent des structures internes. Vous pouvez archiver les radiographies pendant des décennies et les réinterpréter si des questions surgissent.

L’RT nécessite des protocoles de sécurité stricts en raison des rayonnements ionisants, ce qui la rend plus complexe à déployer que les méthodes de surface. Pour les soudures et les moulages critiques où l’intégrité interne est primordiale, le contrôle radiographique reste le choix définitif.

Normes applicables

L’une des parties les plus délicates de l’END est de savoir exactement quel manuel de règles suivre.

Vous pouvez avoir la meilleure source de rayons X et le détecteur le plus fin, mais si votre technique ne suit pas strictement la norme convenue, vos résultats sont techniquement invalides. Ces documents ne sont pas de simples suggestions ; ils agissent comme la recette précise pour capturer une image qui a une valeur légale.

Pour les projets internationaux, vous vous référerez généralement aux normes ISO. Les règles générales pour les matériaux métalliques se trouvent dans l’ISO 5579.

Lorsque vous inspectez spécifiquement des soudures, utilisez l’ISO 17636-1 pour le film traditionnel et l’ISO 17636-2 pour les détecteurs numériques. Si vous utilisez du film, vous devez également consulter l’ISO 11699-1 et l’ISO 11699-2 pour classer légalement vos systèmes de film.

Dans les industries nord-américaines, les exigences se déplacent souvent vers l’ASTM ou l’ASME. L’ASTM E 94 est le guide standard pour l’examen général, souvent jumelé à l’ASTM E 1032 pour les assemblages soudés.

Pour les appareils à pression, vous devez respecter l’ASME BPVC Section V, Article 2. Enfin, si vous travaillez sur des pipelines, l’API 1104 est la norme qui régit la validité de la procédure de contrôle radiographique.

Conclusion

Nous avons parcouru pas mal de chemin. Nous avons commencé par définir le contrôle radiographique comme une méthode non négociable pour voir exactement ce qui se passe à l’intérieur de vos matériaux sans les découper.

Que vous utilisiez des tubes à rayons X électriques pour des environnements de fabrication contrôlés ou des isotopes de rayons gamma portables pour des travaux sur le terrain, l’objectif reste le même : capturer les défauts internes qui passeraient inaperçus jusqu’à la défaillance d’un composant.

Nous avons également examiné les outils du métier. Alors que les techniques de radiographie par film restent une norme fiable pour de nombreuses industries, le passage vers les méthodes de radiographie numérique est indéniable.

Il s’avère que passer à des systèmes comme la radiographie informatisée ou la radiographie directe n’est pas seulement une question de rapidité. Cela permet un traitement d’image avancé, des archives plus faciles et moins de déchets chimiques.

S’il y a une section qui mérite d’être relue, c’est celle sur les exigences de sécurité. Travailler avec des rayonnements ionisants est une affaire sérieuse.

Vous devez respecter strictement les trois piliers de la protection : le temps, la distance et le blindage. Aucun résultat d’inspection ne vaut de compromettre la santé de l’opérateur ou du public, c’est pourquoi la certification du personnel et le respect strict des réglementations sont des impératifs absolus.

Point Clé : La qualité de vos résultats repose entièrement sur le bon choix de la technique et la géométrie. Même le détecteur numérique le plus cher ne peut corriger une image floue causée par une mauvaise distance source-objet.

Alors, que faire maintenant ? N’essayez pas de deviner vos paramètres d’exposition. Consultez toujours les normes applicables, telles que l’ISO 17636 ou l’ASME BPVC Section V, et vérifiez votre plan avec un technicien de Niveau III qualifié.

À mesure que l’automatisation continue de s’améliorer, gardez un œil sur la façon dont la reconnaissance des défauts assistée par IA pourrait s’intégrer dans votre flux de travail à l’avenir.

Ce guide devrait vous aider à vous sentir plus confiant pour ajouter la radiographie à votre boîte à outils d’assurance qualité. C’est une méthode complexe mais remarquablement puissante lorsqu’elle est exécutée correctement.

Restez en sécurité et bons contrôles !

Foire Aux Questions

Qu’est-ce que le contrôle radiographique et comment vérifie-t-il la qualité ?

Le contrôle radiographique (RT) est une méthode d’inspection non destructive utilisant des rayons X ou des rayons gamma pour révéler des défauts internes. Le rayonnement traverse les matériaux différemment selon leur densité, créant des images ombrées qui montrent les fissures, les vides et les porosités invisibles à l’œil nu.

Quels types de défauts peut-on trouver avec la radiographie ?
Vous pouvez utiliser cette méthode pour détecter des défauts internes tels que des fissures, des porosités et des vides. Elle identifie les changements volumétriques à l’intérieur des soudures, des moulages et des pièces forgées. La radiographie révèle à la fois les défauts de surface et de sous-surface, vous permettant de repérer des problèmes structurels que les inspections visuelles manquent.

Quelle est la principale différence entre les rayons X et les rayons gamma ?
La différence réside dans la manière dont le rayonnement est produit. Les tubes à rayons X génèrent le rayonnement électroniquement par haute tension, ce qui permet d’ajuster l’intensité. Les rayons gamma proviennent d’isotopes radioactifs comme l’Iridium-192. Ces sources n’ont pas besoin d’énergie électrique, ce qui les rend plus portables mais plus difficiles à blinder.

Pourquoi les opérateurs ont-ils besoin d’un équipement de sécurité spécifique pour la radiographie ?
Les rayonnements ionisants sont dangereux pour la santé humaine. Parce que vous ne pouvez ni les voir ni les sentir, l’équipement de sécurité est obligatoire. Les opérateurs utilisent des radiamètres pour mesurer les débits d’exposition et des dosimètres personnels pour suivre la dose cumulée. Un blindage approprié et le maintien d’une distance sont les principaux moyens de se protéger d’une exposition nocive.

En quoi la radiographie numérique diffère-t-elle des méthodes sur film standard ?
La radiographie numérique utilise des plaques réutilisables ou des détecteurs à écran plat au lieu d’un film chimique. Cela élimine le besoin de traitement en chambre noire et permet de visualiser les images presque instantanément sur un écran. Bien que le film offre une très haute résolution, les méthodes numériques fournissent des résultats plus rapides et un stockage des données plus simple pour vos rapports d’inspection.

Quand faut-il choisir les rayons gamma plutôt que les sources de rayons X ?
Vous choisissez généralement les rayons gamma pour les inspections sur le terrain où l’énergie électrique n’est pas disponible ou si l’accès au site est difficile. Les isotopes comme l’Iridium-192 fonctionnent bien pour pénétrer des sections d’acier épaisses dans des zones reculées. Mais ces sources ne peuvent pas être éteintes, donc leur manipulation et leur stockage nécessitent des protocoles de sécurité stricts.

Comment la géométrie de la source affecte-t-elle la netteté de l’image ?
Une taille de source plus petite crée une image plus nette en réduisant le flou géométrique. Si la source de rayonnement est trop grande ou placée trop près de l’objet, les bords du défaut paraîtront flous sur l’image finale. Vous devez calculer la distance optimale pour garantir que la radiographie soit assez claire pour être interprétée avec précision.

Pourquoi les Indicateurs de Qualité d’Image sont-ils requis pour chaque prise ?
Un Indicateur de Qualité d’Image (IQI ou pénétramètre) prouve que la radiographie a une sensibilité suffisante pour révéler les défauts. Vous placez ces fils ou ces plaques du côté source de la pièce avant l’exposition. Si vous voyez clairement le fil ou le trou requis sur l’image finale, la qualité de l’essai respecte la norme.

Qu’est-ce qui définit une exposition à double paroi en inspection de soudure ?
Une exposition à double paroi fait traverser le rayonnement les deux parois d’un tube ou d’un récipient. Vous utilisez cette technique quand l’accès à l’intérieur est impossible pour placer le film. Selon la configuration, l’image obtenue permet de voir simultanément les deux parois ou seulement celle la plus proche du détecteur.