Voir à travers la surface n’est pas uniquement l’apanage des super-héros! Les ondes térahertz (THz) permettent de voir à travers divers matériaux non métalliques comme le carton, le plastique, le tissu ou la mousse de polyuréthane. En exploitant les propriétés du THz, un monde de possibles s’ouvre aux industriels.
Un système d’imagerie térahertz peut inspecter en profondeur, sans contact et en temps réel des produits en mouvement sans avoir à arrêter la chaîne de production. Le contrôle de qualité peut même s’effectuer sur les produits finis emballés : les ondes THz traversent les matériaux d’emballage pourtant opaques à la lumière visible, puis sont plus ou moins réfléchies par les interfaces rencontrées ce qui fait ressortir les défauts dans l’image. Des mesures d’épaisseur de haute précision sont aussi possibles avec cette technologie qui, contrairement aux méthodes traditionnelles, est sans contact, fonctionne avec plusieurs matériaux opaques ou translucides, et pénètre les structures multicouches.
Dans cet article nous allons explorer des exemples d’utilisation de la technologie térahertz à des fins de contrôle de qualité.
Détection des défauts et contrôle de conformité
Dans l’industrie manufacturière, le contrôle de la qualité vise à s’assurer que le produit livré au client est exempt de tout défaut en vérifiant s’il est conforme aux exigences préétablies au moyen d’inspections ou de tests. Ces vérifications peuvent être effectuées à différentes étapes de la production (composantes, sous-assemblages ou produit fini) sur la totalité des pièces ou sur un échantillon dont la taille et la fréquence de prélèvement sont prédéterminées. Dans une perspective d’amélioration continue, le contrôle de qualité permet d’identifier et de corriger les erreurs de production afin de réduire les coûts associés à la non-qualité et livrer de meilleurs produits aux clients.
Selon ce qui doit être vérifié, on a recours à un contrôle destructif ou non destructif. Les méthodes non destructives ont l’avantage de ne pas endommager la pièce contrôlée qui peut réintégrer la chaîne de production une fois l’inspection terminée. Il est toutefois difficile de contrôler certaines caractéristiques d’un produit sans le détruire. On pourrait éviter les essais destructifs dans un grand nombre de situations en mettant à profit le pouvoir pénétrant des ondes THz.
Industrie manufacturière :
- Recherche de défauts dans des pièces en plastique en cours de fabrication,
- Vérification du positionnement des pièces d’un assemblage ou d’un emballage,
- Contrôle de l’épaisseur des différentes couches d’un matériau composite.
Aéronautique :
- Mesure de l’épaisseur des revêtements haute performance avec une précision inférieure au micron pour en contrôler l’uniformité et localiser des défauts se trouvant sous la surface,
- Inspection de pièces et d’alignement de panneaux.
Aérospatiale :
- Détection des défauts potentiels dans la mousse isolante des navettes.
Agroalimentaire :
- Mesurer l’épaisseur des couches constituant la pellicule plastique qui scelle certains emballages pour protéger les aliments contre la contamination,
- Analyser la durée de conservation des aliments.
Automobile :
- Mesurer l’épaisseur de la peinture appliquée en couches très fines (10 à 100 microns),
- Analyser le temps de séchage de la peinture.
Construction :
- Inspection de joints,
- Détection de cavités sous les surfaces.
Électronique :
- Inspection de circuits imprimés,
- Vérification du positionnement d’une puce électronique située sous une surface opaque non métallique.
Pharmaceutique :
- Contrôle la conformité des molécules produites par spectroscopie THz-TDS1.
La maintenance prédictive
La maintenance prédictive des équipements est un autre domaine qui nécessite des méthodes d’inspection non destructives. On cherche à détecter des défauts non apparents comme un début de corrosion sous la peinture, le délaminage d’un revêtement ou une fissure interne dans le but de prévenir une défaillance. La technologie THz est alors utilisée pour sonder les matériaux afin de déterminer si une pièce doit être remplacée.
Maritime :
- Détection de la présence de corrosion sous la peinture lors d’un entretien préventif.
Conclusion
Les solutions d’inspection faisant appel aux ondes THz ont l’avantage d’être sécuritaires pour les travailleurs qui les utilisent puisque l’énergie émise dans le spectre THz n’est pas ionisante. Ces solutions sont donc plus simples et moins coûteuses à mettre en place qu’un système utilisant des rayons X. Des systèmes compacts sont déjà sur le marché, incluant des appareils portatifs mieux adaptés à certaines applications. Pour découvrir les possibilités offertes par la technologie THz lisez Les applications du térahertz.
