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Caméra Photothermique Active (CPA) - Interview

Caméra Photothermique Active : un nouvel élan

26 août 2019

Aujourd’hui, nous vous parlons de notre rencontre avec l’équipe Framatome en charge du projet Caméra Photothermique Active (CPA) constituée de :

Stéphane BOURGOIS, technicien méthodes CND chez Framatome

Yannick CAULIER, expert méthodes CND chez Framatome

Axelle ELRIKH, ingénieur méthodes R&D chez Framatome Intercontrôle

Matthieu TAGLIONE, responsable du service contrôle CND de surface chez Framatome Intercontrôle

L’histoire de la Caméra Photothermique Active, ou CPA, débute dans les années 1990 quand Framatome conçoit la première maquette du système. De nombreux essais s’en suivent avec des laboratoires de recherche de l’Université de Reims et débouchent sur une thèse. La technologie est validée !

Qu’est-ce que la CPA ?
CPA signifie Caméra Photothermique Active. Le principe consiste à générer un flux de chaleur en chauffant localement la pièce à inspecter à l’aide d’une source laser de forte puissance (50 W en continu). Une caméra infrarouge est utilisée pour scanner le flux de chaleur générer par le laser.
Retrouvez tous les détails de cette technologie dans la publication suivante : cliquez ici.

Stéphane BOURGOIS raconte la suite de l’histoire « Après avoir validé la technologie dans les années 1990, nous nous sommes lancés dans une phase de développement de 1995 à 2000 qui a démontré les avantages de cette technique. Tout d’abord, que la technologique fonctionnait sur les applications du nucléaire. Ensuite qu’elle obtenait de très bons résultats avec des sensibilités comparables aux méthodes de référence comme le ressuage ou la magnétoscopie. Finalement, que le système était mobile et transportable sur site pour réaliser des inspections. »

Matthieu TAGLIONE poursuit « Oui, c’est vrai qu’à cette période-là, beaucoup d’essais ont été réalisés, principalement avec EDF d’ailleurs, pour éprouver au maximum la technologie. Ils ont été suivis de campagnes d’inspection, de faisabilités en laboratoire, sur des combustibles pour CERCA par exemple, ou sur site nucléaire, comme à l’atelier chaud de Chinon (EDF). Un autre sujet important a été le contrôle des échangeurs de PHENIX pour Novatome. »

« D’ailleurs, cette période a donné lieu à 2 dépôts de brevet avec l’ONERA, entre 1997 et 1999. » complète Axelle ELRIKH.

Références brevets :
EP0965037B1 : Procédé et dispositif d’examen photothermique d’un matériau
EP0965038B1 : Procédé d’examen photothermique d’une pièce

Photo – Système CPA sur table optique en 1997

En 2005, Framatome vend sa première CPA codéveloppée avec l’ONERA. Ceci donne lieu de nouveau à un dépôt de brevet par Framatome couvrant une partie de la technologie.

Référence brevet :
FR0504332

Pendant les années qui ont suivi, l’équipe s’est principalement consacrée à la normalisation et à la codification de la méthode pour le secteur du nucléaire tout en continuant à réaliser en parallèle des études pour différents clients dont EDF avec des études paramétriques poussées pour des applications nucléaires.

En 2010, l’équipe décroche une étude avec la Division Technique Générale (DTG) d’EDF. Cette étude leur assure la réalisation de 1 à 5 inspections par an sur leurs turbines à roues Pelton revêtues, après une conséquente phase préalable de démonstration de performance. Stéphane BOURGOIS nous explique « Jérôme DELEMONTEZ (ingénieur Expert chez EDF DTG) nous avait demandé de revalider la conformité des roues Pelton au bout d’un certain nombre d’heures de fonctionnement pour qu’elles puissent repartir sur un nouveau cycle. Il s’agissait d’inspections de maintenance en remplacement de la magnétoscopie précédemment utilisée, car l’application d’un nouveau type de revêtement ne permettait plus le contrôle par magnétoscopie. »

S’en sont suivi plusieurs années durant lesquelles Framatome a continué à mener de nombreuses campagnes d’étude et d’inspections, avec toujours l’envie d’avancer sur le développement de leur CPA. Matthieu TAGLIONE nous dresse un état des lieux à ce moment-là « L’aspect technique était déjà bien avancé. La technologie était opérationnelle et largement validée par tous les essais qui avaient été faits, y compris dans des cas où d’autres méthodes ne fonctionnent pas. Les défauts sont détectables sous revêtements, sur des états de surface dégradés, dans n’importe quelles conditions, y compris en position plafond avec des conditions de température environnante qui peuvent être assez variables. Mais en parallèle, il restait du travail à faire sur la finalisation du développement. Nous étions totalement conscients qu’il y avait des améliorations majeures à apporter au système avant de pouvoir parler de produit fini commercialisable. Il y avait des soucis de dérive d’étalonnage, il fallait améliorer certains aspects mécaniques, l’ergonomie du système et du logiciel était à revoir et le coût d’un système restait trop élevé. Nous sommes rentrés dans une phase de recherche de partenaires pour finaliser le produit. Au détour d’une conversation en juin 2018 avec Richard HUILLERY (Thermoconcept) pendant une réunion du groupe de travail à la COFREND « Alternatives à la magnétoscopie et au ressuage », il nous a parlé de son partenaire Edevis et de ses compétences en industrialisation de moyens de CND par thermographie, notamment leur produit LTvis intégrant une excitation laser. Edevis nous est apparue comme une référence dans le domaine. Nous sommes finalement très complémentaires : Framatome détient la propriété intellectuelle à valoriser et Edevis a la capacité de valoriser cette propriété intellectuelle en tant que développeur/intégrateur. Petit bonus : Edevis possède déjà son réseau international de distribution, dont Thermoconcept fait partie, ce qui nous permettra d’adresser le marché plus rapidement. »

Le consortium entre Framatome, Edevis et Thermoconcept a été engagé officiellement le 15 janvier 2019 suite à une journée d’échanges très fructueuse dans les locaux de Edevis à Stuttgart. Il a pour but de :

Rendre le produit industriel : plus robuste, plus fiable

Améliorer l’ergonomie globale : utilisation simplifiée, interface logicielle conviviale

Proposer un produit à un prix adapté

Axelle ELRIKH résume le rôle de chacun « Un des grands avantages de ce consortium est la complémentarité des 3 parties impliquées. Thermoconcept, à l’initiative de la rencontre entre Framatome et Edevis, sera en charge de la partie commercialisation dans les secteurs hors nucléaire et de la communication autour du produit. Framatome constitue le noyau central en apportant toute la propriété intellectuelle liée à son expertise et son recul sur la technologie utilisée dans la Caméra Photothermique Active. Elle assurera également la commercialisation dans le secteur du nucléaire. Pour terminer, Edevis parfait le consortium en apportant son savoir-faire et ses compétences dans le domaine du développement et de l’intégration mécanique et technique de produits de CND par thermographie. »

Un autre pan important de ce projet concerne la normalisation et la certification de la méthode. Yannick CAULIER, qui participe au groupe de travail Afnor/A09B « Essais non destructifs – thermographie » élaborant entre autre une norme sur la thermographie laser, nous parle de cet aspect « Framatome Intercontrôle est impliquée dans les groupes de normalisation français et européens depuis quelques années maintenant. Plusieurs normes génériques sont déjà sorties sur la thermographie, sur le vocabulaire, sur la manière de vérifier le fonctionnement d’un système, sur la manière de mettre en place un étalon, etc. La prochaine à sortir devrait concerner la thermographie laser. Framatome Intercontrôle est également impliquée dans un groupe de travail à la COFREND intitulé « Alternative à la magnétoscopie et au ressuage » dans lequel la thermographie a été largement abordée. Une des conclusions de ce groupe de travail est qu’il faudrait lancer une certification en thermographie couvrant aussi le domaine du nucléaire. En effet, il existe déjà des certifications pour la thermographie infrarouge, mais valides uniquement pour d’autres domaines industriels et ne permettant pas de certifier les opérateurs du nucléaire. Le comité CIFM (Comité Industriel Fabrication et Maintenance de matériaux métalliques) qui travaille sur des certifications valables dans le domaine du nucléaire va être sollicité à ce titre. Nous avons bon espoir que la thermographie infrarouge, et plus précisément la thermographie laser, puisse bientôt être régie par des normes et certifications adaptées. »

La dernière étape de ce vaste projet : sa commercialisation !

Le lancement officiel de la Caméra Photothermique Active (CPA), dont le nom pourrait bien changer dans les mois à venir, se fera lors des Journées COFREND de Juin 2020. Mais rassurez-vous, vous pouvez d’ores et déjà commander votre système, pour une livraison estimée premier semestre 2020.

Si vous voulez plus de détails sur ce développement, n’hésitez pas à nous contacter par téléphone au 05 57 74 62 12 ou directement via notre page Contact.