Dans la plupart des opérations s’effectuant sous l’eau, la difficulté réside dans le manque de visibilité, ce qui réduit considérablement l’efficacité du système d’inspection vidéo.
Avec la restitution de la vision de l’œil, grâce à un système de sonar à balayage émettant à 2 MHz, on peut maintenant détecter toute anomalie supérieure à 2 millimètres sur l’ensemble de la circonférence de la conduite, celle-ci étant en charge. De plus, sa souplesse d’utilisation lui permet de s’accommoder aux travaux les plus variés (comme le permettent les différents objectifs d’un appareil photo).
Ce sont les études qui ont été entreprises pour le perfectionnement de cet appareil qui ont permis d’obtenir cette simplicité d’emploi et cette faculté d’adaptation. Cet appareil a été mis au point dans un premier temps pour effectuer une inspection détaillée du système de refroidissement de la centrale nucléaire de Three Miles Island, à la suite de l’accident dont elle a été l’objet.
Si l’on évoque l’imagerie sonar, deux alternatives de mesure apparaissent.
La première réside dans une vue panoramique de l’ensemble du sujet, qui est illuminé par la tête émettrice du sonar (figure 1). Ce procédé est particulièrement apprécié pour sa vision d’ensemble. L’ombre projetée permettant une visualisation rapide et simple, l’image reconstituée rassemble tous les échos reçus (sans se limiter aux échos les plus intenses). On peut ainsi, grâce à cette méthode, déterminer la hauteur des différents objets rencontrés par le signal acoustique.
La seconde méthode consiste à reconstituer une image, point par point, en effectuant une série de mesures, à la suite de son balayage sur 360°.
C’est ce système que l’on emploie dans le cas d’une inspection de conduite (figure 2).
L’émission d’une onde acoustique (ici à 2 MHz) permet, lorsqu’elle heurte un obstacle, de calculer son temps de retour vers la source émission/réception. Mais, plus que l’appareil en lui-même, c’est le traitement du signal qui permet de reconstituer avec précision la circonférence à un endroit précis de la canalisation, grâce aux différents échos rencontrés. Toutes les données exploitées seront celles du premier écho reçu, sans aucune possibilité d’arrière-plan (figure 3).
Sur une fréquence de 675 kHz, la portée maximum de travail du sonar est de 100 m. Dans le cadre d’une utilisation sur un petit sous-marin d’inspection, cette distance de travail est parfaitement adaptée.
Pour une inspection de conduite, la distance de travail de 5 mètres est suffisante, mais la précision requise sur la mesure de la distance doit être extrêmement fine. Pour remplir cette tâche très particulière, tout en conservant le concept original, un sonar à 2,2 MHz a été mis en service. Sa tête et son électronique se présentent sous la forme d’un cylindre de 30 cm de long et de 9 cm de diamètre ; en son extrémité une tête émettrice pivotant sur 360° permet d’émettre et de recevoir le signal sonore, lequel, après traitement, restitue l’image des divers objets ayant renvoyé l’onde sonore (figure 4).
Dans cette configuration le boîtier est alimenté en 24 volts par un câble qui véhicule la tension d’alimentation et les données acoustiques. L’angle du cône d’émission est de 0,8° et sa fréquence d’émission est centrée sur 2,2 MHz. La distance d’action de l’appareil est de 5 000 mètres. On arrive ainsi à un système qui permet de travailler sur une distance variant de 0,125 m à 5 m, avec une précision de quelques millimètres.
La tête du sonar est montée sur un petit chariot-support qui lui permet de se mouvoir à l’intérieur de la conduite.
[Photo : Fig. 1 : La photographie ci-dessus montre une section d'une conduite de 220 mm. La ligne blanche produite par le premier écho du sonar représente la surface interne de la conduite. Les deux curseurs qui apparaissent à la base de l’écran mesurent avec précision le diamètre interne de la conduite, soit 219 mm. De petits débris apparaissent sur la partie basse de la conduite.]
[Photo : Fig. 2 : Cette photographie représente une image sonar grossie deux fois ; pour plus de détails, elle peut être grossie à nouveau par deux. On peut ainsi mesurer un objet sur l’écran par l’intermédiaire des deux curseurs. Ici, par exemple, la hauteur des débris est de 24 mm.]
(Figure 5). Avec ce type de montage, on peut inspecter jusqu’à 500 m de conduites par jour, avec une inspection détaillée tous les 5 m ou beaucoup plus fine si l'on se trouve en présence d’anomalies ou de détériorations.
Toutes ces informations sont véhiculées par l’intermédiaire d’un câble jusqu’à la surface, où une représentation sur un écran vidéo permet de suivre en direct la progression du véhicule dans la section de la conduite inspectée. La console permet d’apporter un certain nombre de réglages sur le signal, notamment au niveau du gain de finesse de l’image, et de rejeter tous les échos indésirables par l’intermédiaire d’un système de filtrage.
Cet appareil est utilisable pour l’inspection de puits verticaux, la tête sonar étant suspendue à un câble électroporteur antigiratoire. Par l’intermédiaire de la console de surface, on peut sélectionner des secteurs par pas de 30° où une attention toute particulière doit être
[Photo : Fig. 3 : Schéma de l’installation.]
[Photo : Fig. 4 : Système sonar courte portée comportant la tête émettrice et le processeur de surface.]
requise, sans attendre la révolution complète de la tête sonar.
En utilisant les curseurs qui permettent de déplacer une croix repère sur l'écran, on peut dimensionner toute anomalie ou protubérance détectées par le sonar. Toutes ces données sont stockées sur une bande vidéo ou un support opto-électronique, ce qui permet un archivage rapide et une possibilité de retraiter ces données en intervenant sur différents paramètres de l'écran.
Ce mode d’inspection est actuellement le seul à permettre un aussi large éventail d'applications (la seule restriction de son emploi étant la taille de la tête sonar). Toute conduite en charge peut ainsi être vérifiée, sans avoir à subir les conséquences d’un arrêt dû à la nécessité de la vidanger pour permettre un bon travail de la caméra.
[Photo : Fig. 5 : Tête émettrice du sonar, montée sur un tracteur de conduite.]
En raison des capacités de mesure de ce système, un nouveau programme est actuellement à l'étude, afin de permettre une représentation en trois dimensions des objets détectés par le sonar.
[Publicité : SOGEA]
