Introduction au contrôle de santé intégré

27/08/2017
Auteurs : Daniel Belageas
Publication REE REE 2006-2
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2006-2:19648
DOI :

Résumé

Introduction au contrôle de santé intégré

Métriques

11
7
2.8 Mo
 application/pdf
bitcache://2778a87ada8c6dd923a1248ce24e380257fcaa96

Licence

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés)
<resource  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                xmlns="http://datacite.org/schema/kernel-4"
                xsi:schemaLocation="http://datacite.org/schema/kernel-4 http://schema.datacite.org/meta/kernel-4/metadata.xsd">
        <identifier identifierType="DOI">10.23723/1301:2006-2/19648</identifier><creators><creator><creatorName>Daniel Belageas</creatorName></creator></creators><titles>
            <title>Introduction au contrôle de santé intégré</title></titles>
        <publisher>SEE</publisher>
        <publicationYear>2017</publicationYear>
        <resourceType resourceTypeGeneral="Text">Text</resourceType><dates>
	    <date dateType="Created">Sun 27 Aug 2017</date>
	    <date dateType="Updated">Fri 1 Sep 2017</date>
            <date dateType="Submitted">Wed 19 Sep 2018</date>
	</dates>
        <alternateIdentifiers>
	    <alternateIdentifier alternateIdentifierType="bitstream">2778a87ada8c6dd923a1248ce24e380257fcaa96</alternateIdentifier>
	</alternateIdentifiers>
        <formats>
	    <format>application/pdf</format>
	</formats>
	<version>33533</version>
        <descriptions>
            <description descriptionType="Abstract"></description>
        </descriptions>
    </resource>
.

Dossier 1 1 LE CONTRÔLE DE SANTÉ STRUCTURALE INTEGRÉ Introduction au contrôle le 10, de santé intégré MN Mots clés 1 1 Daniel BALAGEAS ONERA, Département de mécanique du solide et de l'endommagement END, Contrôledesanté structurale, Matériauintelligent Structureintelligente Le contrôle de santé structurale intégré connaît d'importants développements, dans l'aéronautique et le génie civil en particulier. En introduction aux articles qui suivent, on présente ici ce concept, son origine, ses connexions avec le monde du contrôle non destructif (CND), en insistant sur les développements de capteurs nouveaux qu'il nécessite. Contexte De nombreux types de structures demandent aujourd'hui une surveillance renforcée, pour des raisons de sécurité d'utilisation et de respect de l'environnement. Dans un contexte d'ouverture des marchés qui requiert une compétitivité accrue des produits et des services, cette demande s'accompagne d'un souci, difficile à conci- lier, de diminution des coûts de fabrication et d'exploita- tion. Sont concernés par cette problématique des domaines aussi divers que les installations liées à la production d'é- nergie d'origine nucléaire, les moyens de transport, aériens en particulier, les ouvrages de génie civil... Chaque domaine a sa problématique particulière, mais on retrouve dans chacun nombre de points communs. On s'attachera ici plus particulièrement au domaine des struc- tures aéronautiques qui, avec celui du génie civil, comme on le montrera plus loin, sont les deux premiers pour les- quels une évolution des techniques de maintenance et d'é- valuation non-destructive se manifeste clairement, et où l'on voit apparaître des systèmes intégrés de contrôle de santé structurale. Le transport aérien est sans conteste l'un des plus sûrs. En trente ans, le taux d'accidents mortels a été divisé par trente, comme le montre la figure 1. Depuis dix ans cependant, sans que l'on puisse réellement parler de pla- teau, l'amélioration est beaucoup plus lente (GOR 97) (voir figure 2). Cette amélioration n'est cependant pas perçue par le public, parce qu'en même temps le nombre d'appareils en service a crû considérablement (18 millions de vols par an en 1999, 24 millions attendus pour 2007). La conjonction des deux phénomènes se traduit globale- ment par une augmentation de la fréquence des accidents, au point que la fréquence d'un accident d'avion de ESSENTIELb Les impératifs de sécurité et de réduction des coûts orientent la maintenancedes structures vers une intégration des capteurs en leursein même durant leur fabrication,afin de disposerde sys- tèmes fournissant à tout instant un diagnostic sur la santé et la durée de vie résiduelle. On décrit le contexte dans lequel se développece concept de contrôle de santéstructuraleintégré, et comment il relèveà la fois d'une évolutionde l'évaluationnon- destructiveet de la réalisationde la gestion santé des systèmes complexes, participant ainsi à la réalisationde structures "intelli- gentes". On tire ensuite les enseignements d'une étude statis- tique de la littérature spécialisée pour cerner les tendances actuellesdansla recherchede capteursadaptés. SYNOPSIS Safetyimprovementandcost reductionhavea strong influenceon the way to achievemaintenanceoperationsof complexstructures. The actual trend leads to fully-integrated non-destructiveevafua- tion systems usingembeddedsensors,which will accompanythe structure during its full life, elaboratingat every moment a diagno- sis about the structural integrityanda prognosisaboutthe residual lifetime. A general view of this nove approach and of the associatedsensors is given thanks to a statistical study of the specialized literature. REE ' 2 Fevricr2006 Dossier LE CONTRÔLE DE SANTÉ STRUCTURALE INTEGRÉ transport par semaine, à l'échelle mondiale, n'est pas éloi- gnée si rien n'est fait pour améliorer la sécurité. Dans ce but, le gouvernement américain a lancé en 1998 le projet " Safer Skies ", avec pour objectif de réduire le taux d'ac- cidents de 80 % aux Etats-Unis. Cet objectif paraît aujourd'hui très difficile à atteindre. La courbe de la figure 2 montre que le taux d'acci- dents est passé par un maximum en 1992 et, depuis, ne cesse de se réduire. Sans doute faut-il voir là les effets d'une prise de conscience de la gravité du problème, prise de conscience qui a été suscitée par l'accident du vol 243 de la compagnie Aloha Airlines en 1989 (OTT 1988) (figure 3). Cet accident, extrêmement spectaculaire, mais aux conséquences heureusement limitées, puisque l'avion a pu atterrir malgré la disparition d'une partie du fuselage sur 6 mètres de long, a agi comme un électrochoc sur la communauté aéronautique. Il a donné naissance à un effort important de prise en compte des problèmes de maintenance inhérents aux " avions vieillissants ". En par- ticulier, nombre d'études de développement de moyens nouveaux d'END (évaluation non-destructive) ont été lan- cées, et se poursuivent encore. Il a vraisemblablement donné aussi une impulsion aux premières réflexions qui se faisaient alors jour sur les possibilités d'intégrer dans les structures des systèmes de monitorage permanent, ce qu'on désigne aujourd'hui en anglais sous le vocable de Structural Health Monitoring (SHM) et que l'on peut tra- duire en français par contrôle de santé structurale intégré. On notera que de tels accidents spectaculaires se ren- contrent également en génie civil (voir figure 4), et moti- vent cette communauté pour développer également des systèmes de contrôle de santé structurale intégré. Quoi qu'il en soit, l'amélioration de la sécurité n'est pas la seule motivation de cette recherche de systèmes de contrôle intégrés et automatiques. En effet, une analyse des causes des accidents montre que seulement 14 % de ceux- ci sont dûs à des erreurs ou des manques dans les opéra- tions de maintenance. Une amélioration importante de celle-ci grâce à ces systèmes aura donc un effet relative- ment modeste sur le nombre d'accidents. Ce sont plutôt les gains attendus sur la durée de la maintenance qui justifient l'effort de recherche dans ce domaine. La réduction des coûts viendra de la diminution du nombre d'heures de per- sonnel affectées aux opérations de maintenance et, dans une plus forte mesure, de la réduction des temps d'immo- bilisation des avions pour ces opérations de maintenance. Pour les avions militaires, le gain en temps attendu est éga- lement très important, non pour des questions de rentabili- té financière, mais plutôt de disponibilité opérationnelle. A titre d'illustration des gains attendus, on donne au tableau 1 des évaluations faites dans le cas d'avions militaires. 1 E.:11:1(;'!VE'l 1",. jL., ;,jd'o : rt ! i lli (,nh -./....J a/\.. , dRanv : tf t AL ; .idtH) l ;'m<:- " - ----.- ; - .'\.' . --'_-- "' i ! ombr- d' ; ns:zilli,xud. ! - i :) 1:)6'.j 19'i:) 19:::::) 1jj9 i 196:i 1i7. lù:i 1?9i Figure 1. Le paradoxe.- iainais le transport aérien n'a été aussi SÛI; alors que le noiiibi-e d'accidents risque clé croître dans les années à venir (d'après Air et Cosrnos). I) Ztl d N ,] LX " : ! i ff) ctuic hss.mtc.'.u) [c-. : * ! cn) L [ dcrniei'es.) iu) ccs ...,.. " -,'... : !.' "-.i >..'. ". l l 1 1, 1') 1 1 )'), 1')') -, [')') l 1 1,) () - 1 ) ) , 11) 4) ) Figure 2. Slatistiques des accidents d'avions commercianx lors des dix dernières années (Soiti-ce.- Boeing Flight Safety Foitndation). ... . " " ,..,L. -..jt ; T.r f Figure 3. L'accicient du vol 243 daloha A ii-liiies, le 29 av ; -il 1988, dû à une naaintenance insz ffisante ayant laissé se déve- lopper iine corrosion importante qffectant tine ligne de i-ivets. ,-.--.\., -,,.._.,-<,. tr fii [ Figure 4. Effondremeiit du pont dinjaka, en juillet 1998, dû à une constrzrctiora inszrffisanvnent contrôlée. REE No 2 Fevrier2006 Introduction au contrôle de santé intégré Typed'inspection Enopération Maintenance programmée Maintenance nonprogrammée Formationpersonnel demaintenance Total Tempsd'inspection standard(%dutotal) 31 16 37 100 Potentielestimé du systèmeintégré DAO 0,45 0,10 0,60 Gaindetemps attendu(%dutotal) 6,5 14 1,5 22 44 Tableau 1. Gains attendtis siii@ le teinps nécessaire t'7 la niainienance d'tin avion de (-olibat iiiodei-ne, gi-cîce à l'introduction de systèiiies de contrôle de santé intégrés, d'après (BAR 97). L'autre domaine dans lequel le concept de contrôle intégré de santé structurale a trouvé un accueil favorable est celui du génie civil. Les ouvrages d'art comme les ponts (TOD 99, RAH 99), les barrages, présentent, comme les avions, des signes de vieillissement qui peuvent mettre leur intégrité en danger et causer des acci- dents graves. Comme pour les avions, ce phénomène a revêtu aux Etats-Unis une acuité plus grande que dans le reste du monde. Le tableau 2 compare le nombre total de ponts aux Etats-Unis et en France, et le nombre de ponts défectueux. On comprend mieux l'intérêt mani- festé aux Etats-Unis pour ces techniques. Ces contrôles intégrés pourront notamment être utilisés pour contrôler les réparations faites sur ces ponts vieillissants, d'autant plus facilement que nombre de réparations font appel à des matériaux composites dans lesquels il est aisé d'in- troduire des capteurs. Enfin, il faut mentionner l'intérêt de ces systèmes pour les bâtiments situés dans des zones à risques sismiques, soit qu'ils entrent dans des systèmes actifs de contrôle de vibration (bâtiments anti-sismiques actifs), soit qu'ils permettent, après secousses sismiques, de juger de la réparabilité des bâtiments (MIT 99). Pays Etats-Unis France Nombretotal deponts enservice 576000 150 000 Nombredeponts jugésdéfectueux 187 000 Quelques% Tableait 2. Inilortance du pi-oblèiiie des'onts vieillissants " aux Etats-Unis, et conaparaison avec la France. 2. Le concept de système intégré de contrôle de santé structurale dans la mouvance des matériaux/structures intelligents L'apparition du concept de système intégré de moni- torage de l'utilisation et de la santé des structures (Health and Usage Monitoring System) fait partie d'une évolution très générale des matériaux et des structures, conduisant aujourd'hui au concept de matériaux/structures intel- ligents (voir figure 5). Dans ces derniers, l'intelligence se manifeste par la présence, simultanée ou non, de cap- teurs et d'actionneurs reliés à des centres d'intelligence répartie, permettant de contrôler l'état de la structure, de le modifier en fonction de l'environnement, en vue d'optimiser son comportement. Dans le cas qui nous inté- resse ici, le contrôle de santé (ou d'intégrité), il s'agit du degré d'intelligence le plus bas, à savoir celui des matériaux/structures sensibles, puisque seulement capables d'établir un diagnostic sur leur état. La rétroac- tion consécutive à cette prise de conscience, qui permet- trait l'auto-adaptabilité à l'environnement, n'est en effet qu'à peine envisagée aujourd'hui. Dans ce domaine, le stade le plus évolué de l'intelligence consisterait en l'auto-réparabilité : l'endommagement une fois consta- té, le système serait alors capable de réparer la structure, automatiquement et sans intervention extérieure intrusive (DRY 96), ce que fait un organisme vivant (par exemple la reconstitution de la peau après une blessure), ou de compenser l'affaiblissement local par une modification de la distribution de ses propriétés mécaniques (DEG 99). 3. Evaluation non-destructive (END) et systèmes de contrôle de santé intégré Le contrôle de santé intégré des structures doit combiner l'utilisation de capteurs évolués à une connais- sance des endommagements susceptibles d'affecter les matériaux-structures. L'intérêt de développer de telles techniques d'établis- sement de diagnostic grandit, dans la mesure où des progrès sensibles se produisent, tant dans le domaine des techniques de mesure et des capteurs que dans la connaissance des endommagements des matériaux et des structures. Cela est renforcé par les progrès importants réalisés dans le domaine du transfert et du traitement REE No 2 Fevrier2006 . DOSSier) 1 1 LE CONTRÔLE DE SANTÉ STRUCTURALE INTEGRÉ y matl'riauito-aLl.,t I) t ; ill les iiii (ét, 1.) 1nta(ériam cuttmtt;wd :eltlcç ^ Jnmtch ex/er'nl IOrirtr idu; r·.vrr·nn [mdL')'i : tu\ SfHfhk's .p.,'fj l "')1'\':\' 'il,'-'.,-',itLi)tinmtoi.uï\, ". h,'\/Iil1//lIi'Jiii,'filml' {nllfi.'I' -----< * r/j ;' !' ! \<\ IlPle'c/ (VJ, cJltlfhlw Ilt. dtfi,i 1 1), t,', rir,ir 0 Il il djt c'1'ti'17n°,rfC71011 CI it'r) 4-.,il eifii ".Yf J' ! "t·.vt·mr.acricnarrcrne Siiiiple Pi*iil : i*i,lt ;, iii4ili , [i , 11 Il - vf!Illl'll;!I7i:=II-s1111td" Ill ,'7','1,'n !t'.'h:!"tL'';r'-';!nï ',,i - 1) L. \ 111 l, 1 * 1 L Il t] 1 1 -Il 1 Ittti., ili Figur-e 5. Evoltition des rnatériauxlstructures et place des strtictiii-es cont-ôlaiit leiii- santé. de données. L'introduction de ces techniques de surveillance réduira le rôle de l'homme à la fois dans la prise de données et dans l'établissement du diagnostic, grâce à l'apparition de systèmes totalement intégrés, autonomes et automa- tiques. Les diagnostics ainsi élaborés seront plus fiables, et pourront passer directement d'un réseau local propre à la structure à un centre de traitement et de gestion centralisé (voir section suivante). On voit là combien le développement de tels systèmes nécessite la conjugaison de connaissances aussi diverses que celles du comporte- ment des matériaux, des lois d'endommagement, de la mécanique des structures, du traitement de données, de l'in- formatique et de la gestion des réseaux... Il n'y a pas de rupture entre l'évaluation non-destructive classique (END) et les systèmes de monitorage intégré. Il s'agit plutôt d'une évolution déjà amorcée avec la pratique de la maintenance programmée. En END traditionnelle, on réalise généralement des mesures absolues, ce qui demande une précision notable de la part des appareils utili- sés. Cependant, en vue de prévoir l'évolution à venir du dommage, le diagnostic peut prendre en compte les mesures effectuées lors des maintenances précédentes. Le monitorage intégré repose plutôt sur des mesures différentielles, comparant systématiquement la mesure actuelle aux mesures effectuées antérieurement aux mêmes endroits. C'est grandement facilité par le fait que les capteurs et leur couplage à la structure restent identiques au cours du temps. Une bonne précision absolue n'est pas nécessaire, mais une grande sensibilité et des traitements de données reposant sur des banques de données retracant l'histoire de la structure sont demandés. Les systèmes intégrés n'élimineront pas totalement l'END classique, soit qu'il soit impossible de concevoir un système contrôlant la totalité de la structure, soit que la finesse du diagnostic soit insuffisante. Dans le premier cas, le système intégré sera plutôt réservé à des zones d'accès difficile, voire impossible sans démontage ; dans le second, on lui demandera seule- ment de désigner les zones suspectes à contrôler ensuite, avec un moyen externe plus sensible. Une complémenta- rité devrait ainsi s'établir entre END et SHM. 4. Le contrôle de santé structurale intégré n'est qu'une composante de la gestion de santé des systèmes Le contrôle de santé structurale intégré vise, à chaque instant de la vie de la structure, à établir un diagnostic sur l'état des matériaux utilisés, sur les divers éléments structuraux, et enfin sur l'ensemble de la structure consi- dérée dans sa globalité. Pour ce faire, comme le montre le schéma de la figure 6, des détecteurs variés mesurent des grandeurs physiques liées à des propriétés influencées par l'éventuel endommagement. Ces capteurs sont parfois accompagnés d'actionneurs excitant la structure (méthodes actives). D'autres capteurs mesurent les paramètres carac- térisant l'environnement dans lequel évolue la structure, les sollicitations mécaniques, thenniques, électromagné- tiques, permettant un contrôle d'utilisation. La diversité et le nombre des détecteurs sont grands, et impliquent de réaliser des opérations de multiplexage, de mise en réseau, de fusion de données. Les performances de la structure doivent rester dans un domaine spécifié lors de la conception, quoiqu'elle puisse être altérée par le vieillissement normal dû à l'utilisation, par l'action de l'environnement et par d'éventuels accidents. Grâce à la dimension temporelle du monitorage, il est pos- sible de constituer une base de données retraçant la totalité de l'histoire de la structure. Avec l'aide du monitorage des conditions d'utilisation, et connaissant les lois de comporte- ment et d'endommagement ; il est également possible d'éta- blir un pronostic quant à l'évolution des endommagements et à la durée de vie résiduelle. Si nous considérons uniquement la première fonction, l'établissement d'un diagnostic, on peut estimer que le contrôle REE N2 Fe\ riet 2006 Introduction au contrôle de santé intégré -l' 1) t- i i i 111 t, fi 1) 11 %- 1 111 L ,,,,".., It, (i l'i, Il. 1tl t !, l'i Ill ', il,'el le, 1 j (IL t nif<) t-.-' IIIA-, liktill truUi : c 1 ; 'Il i - B ! ImmI 1.1 Il ii, l i $11 l4 Pt 1 , Il l i ...t lllit'ElCt t`iCitfftatSit,ii'illt't,i iaWa ri d=Ittitiatit3nNaott ;' d d'utili, ;} flon t7f1Rttir i!f:/tt't (eiil,ili4, ii êii ff N../' ! Nttt' (1&- LI,'r HrH ! ll' ( t i, i i , ! 1 i 1 !. t (\t : dilt da \\ .tt ; llih : ! fhf''m Figzrre 6. Le c@oiiii-ôle de santé iiest qiiiine coiilosante d ( la gestioli de santé des..ystètiles. de santé structurale intégré est une façon nouvelle et amélio- rée de faire de l'évaluation non destructive (voir section pré- cédente). Cependant le contrôle de santé structurale intégré est plus riche. Il doit comprendre l'intégration de capteurs, de stimulateurs, éventuellement de matériaux intelligents (adap- tables), de moyens de transmission de données et de moyens de calcul intégrés. La structure n'est plus isolée, mais fait partie d'un ensemble plus vaste d'entités échangeant de l'in- fonnation. Il est alors possible de réaliser non seulement la gestion santé de la structure (un avion par exemple), mais celle de cet ensemble (la flotte entière d'une compagnie d'aviation). C'est ce qu'explique le schéma de la figure 6. 5. Etat de l'art - Domaines d'application, techniques et capteurs utilisés L'analyse statistique des publications des années 1997 à 2003 dans les revues spécialisées mentionnées plus loin (section 6) et des actes des conférences, notamment celles du SPIE, les IWSHM et EWSHM, pennet de dresser un tableau pertinent de l'état de l'art dans le domaine, d'y déceler les der- nières tendances, et pour ce qui concerne l'instrumentation, de mettre en lumière les capteurs qui sont les plus utilisés, et donc a priori les plus prometteurs. Cette étude se base sur plus de 650 publications qui ont été sélectionnées en ne retenant que les travaux pouvant avoir des retombées dans le domaine de l'ingénierie méca- nique en général, et de l'aérospatial en particulier, ce qui exclut certains travaux très spécifiques du génie civil, et en ne considérant pas les travaux relevant de l'END ou de l'identification structurale pures. On donne ici quelques résultats de cette analyse, permettant de cerner les domaines d'application, les tech- niques et les capteurs utilisés. On ne décrira pas ici des travaux ou des équipes particuliers. Sur ce chapitre, on ren- verra le lecteur à un panorama des équipes travaillant dans le domaine en France, établi en 2001 (BAL Ola), et un travail décrivant les études menées dans les grands centres de recherche aéronautiques étatiques européens (BAL 0 1 b). 5.1. Domaines intéressés par les systèmes de contrôle de santé intégré Si l'on met à part les travaux généraux qui peuvent rele- ver d'applications variées ou indéfinies, deux grands domai- nes d'application émergent : l'aéronautique et le spatial, d'une part, le génie civil d'autre part, comme le montre le classe- ment des communications par grands domaines (Figure 7). Il faut noter, par ailleurs, que c'est d'abord le second domai- ne qui a vu les premières applications pratiques. Depuis, les applications dans l'aéronautique prennent de plus en plus d'importance. Cénk Civil Nlécitliflue 1 1 tee*i*este*c et iiiai,itiiii " l t f ; )issus.hiihi)!ctn(.'ntl'issus.hnbillemcn ll, u.cmcumu 1"4 q'cil 'rcstrcsetm.witimcslf r Hapaccct nusslm, a :lironeutiquc'... (',énét-al e ( mulli-usage Figure 7. Importance relative des domaines d'applications. REE ? 2 Fevi ier 2006 Dossier 1 1 LE CONTRÔLE DE SANTÉ STRUCTURALE INTEGRÉ 42% 1 , 11 tille .. : :', 1 il " l,l, 190 - %44t 1,.,'i Il t. :rrur.( : 1 t, il -, t,, : 1, t t 1 1, 11 1 , , 0 1;2 1 ! " !' Ill' "'4i * .'i' ! 'l " " " ,.'.' ',' " " 1'. Figure( 8. La grande diversité des capteiii-,y utilisés pour réalisei- le contr (ile de,çanté structurale intégré. 5.2. Les capteurs utilisés pour le contrôle de santé structurale intégré La diversité des matériaux constituant les structures, celle de leur architecture, celle des endommagements sus- ceptibles d'advenir, tout cela conduit naturellement à l'exis- tence d'une très grande variété dans les types de capteurs utilisés. La figure 8 présente les résultats de cette analyse pour l'ensemble des applications. Trois grands types de capteurs se détachent : les cap- teurs piézoélectriques, les capteurs à fibre optique, suivis d'assez loin par les capteurs électromagnétiques. Au sein de chaque famille, une variété plus ou moins grande se rencontre. Les capteurs à fibres optique présentent la plus grande variété, alors que paradoxalement les phénomènes physiques qu'ils mesurent sont restreints, majoritairement des déformations statiques ou dyna- miques. Les capteurs piézoélectriques sont également très variés, non par le principe de mesure qui reste pratique- ment toujours le même (le phénomène piézoélectrique), mais plutôt par leur structure, leur arrangement. Enfin, les capteurs électromagnétiques présentent également une variété notable, liée à la diversité des phénomènes susceptibles d'être monitorés. L'importance relative de ces familles de capteurs n'a pas toujours été la même. Parmi les différents types de capteurs mentionnés sur la figure 8, il en est deux qui sont particuliers et repré- sentatifs d'un concept nouveau vraisemblablement appelé à d'importants développements : la SMART (Stanford Multi-Actuator-Receiver Transduction) Layer (LIN 99, LIN 02, GON 05) et la HELP (Hybrid ELectromagnetic Performing) Layer (LEM 03, LEM 04, LEM 05). Il s'agit là de systèmes constitués d'un film mince diélectrique supportant des capteurs également minces (épaisseur inférieure à 200 microns), prépositionnés, et des circuits électriques d'alimentation et de mesure imprimés. De telles couches minces peuvent être soit insérées entre deux plis d'un matériau composite en cours de fabrication, soit col- lées en surface d'une structure composite ou métallique. Les capteurs peuvent être identiques : piézoélectriques (LIN 99), électromagnétiques (LEM 04, LEM05) ou de types variés et complémentaires : piézoélectriques et à fibre optique (LIN 02, GON 05), ou piézoélectriques et électromagnétiques (LEM 03). Il faut noter que la SMART Layer est véritablement le premier produit industriel commercialisé dans ce domaine. Il est clair que les capteurs retenus dépendent avant tout de la nature des endommagements à détecter, localiser, caractériser. Suivant l'application considérée ils seront différents. Entre le génie civil et l'aérospatial des différences énormes existent, mises en lumière par une étude analogue à celle-ci, mais portant uniquement sur les années 1997-99 (voir figure 9) (BAL Ola). Le génie civil privilégie les capteurs à fibres optiques alors que l'aérospatial a plus recours aux piézoélectriques. Pour des types de matériaux et d'endommagements d'un même domaine d'application les différences sont moins marquées, mais non négligeables, comme le mon- tre la figure 10 où sont comparés les capteurs utilisés pour le monitorage de fissures dans des structures métalliques et de délaminages dans des composites à vocation aéro- spatiale. Dans les deux cas les capteurs piézoélectriques sont identiquement très majoritaires. Les capteurs à fibres REE No 2 Fevrier2006 Introduction au contrôle de santé intégré optiques sont par contre importants pour les matériaux composites, mais plus rares avec les structures métal- liques. Il faut noter que cette position forte des capteurs piézoélectriques dans le domaine aérospatial est assez récente, et qu'au début de ces recherches c'étaient plutôt les fibres optiques qui étaient préférées. Cette évolution s'est accélérée ces dernières années. .Il'IIC-..,.Ij" klll, .!U!'..''LL !!'.'C l'-ILl' .urllc..Ilulu :, ,r:.si.lwlilpl.. .IWrc.c:q·IWI. r i d 7 =.illl v f ¢.d/3X·- " I II ILlvlpll>\·< .' ;C11. aéronautiqueet espace ; ; énic civil Figtii-e 9. Les clif,féretits vl) es de captelii. ittilisés siiivaiit les gi-ai7ti, doiiitiiiies d'al ? plicatioii : aiîav.e à partir des coiiiiiiiiiiic,atioiisfaite atix coiiféi-eiices de Staî ? foi-d d ( 1997 et 1999, d'après (BAL Ola). (,, ; L'. Ceptem. dutrotxanjnjjm'. 11l 17b.C.,l ...,. ".. 1 -'''t ?7 " \ilny 71 i yos 1. -'/ 1 virl l r:n Captenr L 6l,re nptique [r.ilsdLI (ivtir, , Il p r , 1 ni f.'ptt'ursi·lactromai;n(9ique, ('aplrnraIiLru npniqw fihrenplitplt 2 () 14 Trraii,diieicti piézoviectri (lun tissures dansstructure métallique Délamina;edans structure dans structure composite Figiii-e 10. Les captelii-,i iiiilisés dépendent du vpe de structure et du type d'endommagement monitorés, 1 " \ :,1,'1 ; 1'- l'I " I'II' : k-'- " "',lt " TI : IL'l' t..1 ! ; i !... !..r.'.'i.\ !. ! t-