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Rapport de contraste

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Écrit par Administrator
Dimanche, 10 Juin 2012 15:46

Juillet 2012

1- Introduction

Le rapport de contraste est un sujet rarement évoqué dans les cours et les documents de ressuage et de magnétoscopie. Pourtant il est de la plus haute importance pour la détection des discontinuités en lumière blanche ou sous rayonnement ultraviolet (UV-A).

2- Examen en lumière blanche

Une surface noire parfaite absorberait complètement la lumière incidente. Par conséquent, elle réfléchirait 0%. C’est la propriété de ce qui est appelé en physique : le corps noir. Une surface blanche parfaite réfléchirait 100 % de la lumière incidente. Nous sommes incapables de fabriquer une surface parfaitement noire. Le mieux que nous puissions faire, avec nos moyens industriels actuels, c'est une surface qui réfléchit 3 % de la lumière incidente (même si, en conditions de laboratoire, on a pu atteindre 0,1 %).

La surface la plus blanche que nous sommes capables de fabriquer réfléchit 97 % de la lumière incidente (c'est l’oxyde de magnésium).

Donc, le meilleur rapport de contraste que nous puissions avoir en lumière ordinaire est 97/3, en gros : 32. Néanmoins, en ressuage, il n’existe pas de pénétrant noir. Ce n’est pas parce qu’il serait impossible d’en fabriquer un ! En effet, le noir est une couleur très courante en milieu industriel, alors que le rouge est à la fois la couleur du sang et la couleur générale qui signale un danger. C’est pourquoi, psychologiquement, il est préférable d'utiliser des colorants rouges, qui attirent davantage l'attention. D’un autre côté, les meilleurs colorants rouges utilisables en ressuage réfléchissent environ 10 % de la lumière incidente. Les meilleurs révélateurs réfléchissent 94 % de la lumière incidente.

Par conséquent, le meilleur rapport de contraste que nous puissions donc espérer en ressuage coloré est de 94/10, soit 9,4, à peine 10. Travailler avec un rapport de moins de 6 est très fatigant quand on fait un travail de précision ; alors, il est facile de comprendre que la "marge de sécurité" est mince. En fait, de nombreux révélateurs sont plus grisâtres que blancs et il y a souvent un bruit de fond rosé laissé sur la surface des pièces à examiner après lavage. Ce rapport pourrait descendre très en dessous de 6. À noter qu'en magnétoscopie, pour des raisons techniques, les produits indicateurs rouges sont peu performants (ils contiennent 50 % de particules magnétiques au maximum). En magnétoscopie, les produits indicateurs noirs sur une peinture de contraste blanche donnent un excellent rapport.

3- Examen sous rayonnement ultraviolet (UV-A)

Lorsqu'on travaille avec des pénétrants fluorescents, la situation est totalement différente. Le bruit de fond est très pâle ; sa luminance lumineuse est très faible (et il doit en être ainsi lorsque la surface est correctement lavée), par exemple 0,1 %. D’un autre côté, l'indication est très brillante : les photons sont émis par une toute petite surface : la brillance est donc très grande. Il est extrêmement aisé d'obtenir des rapports de contraste de 1000 (soit 100 fois mieux que le meilleur rapport qu'on puisse espérer en ressuage coloré, dans les meilleures conditions), et même de 5000, en milieu industriel.

Au laboratoire, des rapports jusqu'à 100 000 ont déjà été obtenus.

Même avec une valeur de 1000, encore une fois, très courante en milieu industriel, cela veut dire qu'une quantité de colorant 100 fois plus faible qu'en ressuage coloré peut facilement être détectée.

De plus, quand les yeux travaillent dans une zone sombre, ils vont être ATTIRÉS par une source lumineuse (pensez à la conduite de nuit : pendant plusieurs minutes, aucun véhicule n’est venu en face. Quand des phares apparaissent, il FAUT FAIRE UN EFFORT pour garder les yeux fixés sur votre côté de la route : ils sont instinctivement attirés par les phares qui apparaissent). Donc, travailler dans une zone assombrie est impératif, car si l'indication fluorescente semble très brillante, très lumineuse, il ne faut pas oublier que la quantité de photons qu'elle émet est TRÈS FAIBLE. Tout autre photon visible est nuisible au rapport signal/bruit. Travailler avec des produits fluorescents, que ce soit en ressuage ou en magnétoscopie, permet à la fois d'accroître substantiellement la sensibilité, la vitesse de contrôle (car les yeux n'ont pas besoin de balayer chaque cm² de la surface pour être sûrs de ne rien "manquer") et la fiabilité : le système œil + cerveau se fatigue beaucoup moins, et, par conséquent, est plus sûr.

Toutes ces considérations expliquent la raison pour laquelle le ressuage inverse(1)(2) n’a pas rencontré beaucoup de succès.
En effet, c'est malheureusement une technique de contrôle fatigante, puisque l'ensemble de la surface émet de la lumière, à l'exception des discontinuités.

4- Conclusion

Quand nous voyons que certains préconisent encore de travailler avec des produits fluorescents, dans des zones très éclairées, parce que les sources UV-A ou actiniques actuelles peuvent donner des niveaux d’éclairement énergétique beaucoup plus élevés que les sources à vapeur de mercure, il est important de ne pas oublier le rôle de ce rapport de contraste entre les photons visibles émis par l’indication et TOUS LES PHOTONS VISIBLES ÉMIS PAR L’ENVIRONNEMENT. Trop de photons visibles qui interfèrent avec les photons émis par l’indication ne peuvent que réduire ce rapport.

De plus, travailler dans un environnement assez lumineux empêche l’attraction des yeux par la lumière sur un fond très foncé. Le système œil + cerveau doit alors être plus attentif, et ne peut aller aussi vite que lorsqu’il travaille dans de bonnes conditions… c’est-à-dire en zone où la lumière visible est très atténuée. Ne pas oublier non plus la période d’adaptation de l’œil à la faible luminance lumineuse ambiante : le contrôleur ne doit pas souvent entrer en cabine d’examen UV-A et en ressortir : c’est très fatigant pour les yeux et pour le cerveau… cela entraîne un contrôle moins fiable.

Connaître la physiologie de l’œil, son fonctionnement en liaison avec le cerveau, sa dégradation au cours du temps (apparition de la cataracte, de la presbytie, allongement du temps d’adaptation aux changements de luminance lumineuse, etc.) facilite la compréhension des exigences stipulées dans les normes. Cent ans d’utilisation de produits fluorescents avec des sources UV-A n’ont pas modifié la physiologie !

Améliorer les conditions de travail (en mettant les travailleurs dans des conditions d’éclairage ambiant plus habituelles), est bien… mais pas au détriment de la sûreté et de la fiabilité des contrôles : un jour ou l’autre, une pièce défectueuse "passe à travers", et un avion s’écrase, une soudure lâche sur une coque de navire, la voiture d’un manège d’un parc d’attraction est projetée avec des passagers à des dizaines de mètres… par exemple.


Références


(1) Jean-Claude HUGUES, Pierre CHEMIN, David J. HUTCHNGS, L’avènement d’une nouvelle ère dans le domaine du ressuage coloré. Revue Pratique du Contrôle Industriel, Numéro 130, décembre 1984, pages 59 et 60.

(2) Pierre CHEMIN et Patrick DUBOSC, Produits spéciaux pour le ressuage, DPCNewsletter n°017, Octobre 2009 : Sur notre site Internet.

Mis à jour ( Jeudi, 12 Juillet 2012 05:56 )