L’apprentissage favorise le développement.
| Depuis notre précédent article sur Ruckus Composites, cette entreprise spécialisée dans l’inspection et la réparation des fibres de carbone a développé son expertise technologique à un rythme effréné. De notre appareil de contrôle par ultrasons (UT) 45MG à notre appareil de recherche de défauts multiéléments (PA) OmniScan™ X3, le matériel d’inspection qu’elle utilise a connu une progression fulgurante. Dans cet entretien, Shawn Small, propriétaire de Ruckus Composites et ingénieur, nous parle de l’évolution rapide de l’entreprise. Il explique également comment notre passage au format de fichier ouvert NDE a donné à Ruckus la latitude nécessaire pour faire un autre grand pas en avant. Possédant des connaissances basiques en programmation, Shawn tire parti de l’intelligence artificielle™ (IA) pour concevoir des solutions personnalisées et explorer de nouvelles approches dans la recherche en science des matériaux. Lisez la suite de l’article pour en savoir plus. |
Q. : Qu’est-ce qui a incité Ruckus Composites à essayer l’inspection par ultrasons (UT) ?
Shawn Small : Il y a probablement 8 ou 9 ans, j’ai commencé à étudier les techniques d’inspection des composites et les solutions disponibles, jusqu’à m’intéresser à la technologie des ultrasons. Nous avions déjà testé la thermographie flash et la shéarographie laser, ainsi que toutes sortes de solutions hybrides, mais je voulais quelque chose d’un peu plus fiable. Et il semble que la technologie par ultrasons soit la seule méthode qui offre une qualité véritablement constante.
Notre budget était beaucoup plus restreint à l’époque et notre entreprise était d’une taille plus modeste. Nous ne pouvions pas nous offrir plus que le mesureur d’épaisseur UT 45MG, ce qui était suffisant pour commencer. Nous l’avons d’ailleurs encore, en plus d’un mesureur 38DLP™, qui est une version un peu plus grande du 45MG. En toute franchise, ces appareils restent excellents pour ce qu’ils sont et sont très faciles à utiliser. On peut en configurer un et le remettre à une personne non formée : elle sera capable de recueillir rapidement les données nécessaires.
À sa sortie de la boîte, il s’agit d’un simple mesureur d’épaisseur, mais avec l’ajout de quelques compléments, il se transforme en un appareil extrêmement pratique. Nous pouvons encore l’utiliser : il détecte encore les défauts. Il n’est pas aussi complet que ce que nous avons acheté par la suite, mais il reste utilisable pour détecter les défauts et déterminer la présence de dommages.
Q. : Qu’est-ce qui a poussé Ruckus Composites à acheter un appareil multiélément OmniScan™ SX ?
Shawn : Nous voulions une solution plus robuste et dotée d’une technologie multiélément. Je connaissais les avantages de cet appareil. Il permet d’obtenir des résultats plus fiables. C’est ce qui le rend si intéressant. Il permet de voir beaucoup plus d’éléments avec une meilleure résolution et d’analyser plus en détail la structure composite.
Interprétation des données PA par rapport aux données de formes d’ondes UT
Une forme d’onde [d’un mesureur d’épaisseur] est utile, et si vous savez la déchiffrez, vous pouvez en tirer des données bien intéressantes. Mais il faut des efforts et de l’expérience pour comprendre la largeur, la hauteur et la profondeur d’une crête, ainsi que ce qu’elle représente par rapport à la structure globale. De son côté, le système multiélément nous donne une vision plus scientifique
basée sur la recherche qui nous permet de mieux comprendre les mécanismes d’endommagement. Sa haute résolution nous offre une perspective plus complète de ce que nous avons sous les yeux. Sans compter qu’il est plus rapide d’effectuer une inspection avec un appareil multiélément qu’avec une sonde monoélément.
Q. : Pourquoi n’avez-vous pas directement opté pour l’appareil de recherche de défauts OmniScan™ X3, notre instrument multiélément le plus performant ?
Shawn : Nous avons testé l’appareil de recherche de défauts OmniScan X3 avant d’acheter l’OmniScan SX. Si je pouvais revenir en arrière, je pense que j’aurais acheté le X3 à la place. Mais il était un peu complexe et hors budget à ce moment-là. Il me paraissait un peu trop sophistiqué avec toutes les fonctions qu’il offrait. Nous avons donc choisi le SX, qui était parfait pour débuter. Et très honnêtement, il fait ce que l’on attend de lui dans 95 % des cas. Il acquiert des données multiéléments utiles tout en nous permettant d’obtenir de bonnes vues d’écran et d’effectuer notre travail. Certes, il semble démodé en comparaison, mais je ne me lasse toujours pas de l’utiliser. Il a l’avantage d’être compact, léger et portable. Nous le gardons toujours à portée de main et mon équipe l’utilise encore.
Q. : En quoi l’utilisation d’un appareil multiélément a-t-elle modifié votre façon de travailler ?
Shawn : Elle nous a permis d’entrer dans le monde du balayage automatisé. Aujourd’hui, nous créons de nombreuses machines automatisées portables que nous connectons directement au boîtier de l’appareil multiélément (le SX ou le X3) et que nous laissons fonctionner pour acquérir tous ces grands C-scans. C’est tout simplement génial ! Nous sommes ainsi entrés sur la voie du balayage automatisé, qui nous a permis de gagner énormément de temps. Maintenant, il me suffit d’activer ma machine et de la laisser effectuer son balayage pendant 2 heures, puis de récupérer les données C‑scan obtenues. À ce jour, j’ai dû balayer des milliers de kilomètres de tubes en fibre de carbone.
Q. : Quelles configurations multiéléments utilisez-vous dans le cadre de vos inspections de matériaux composites ?
Shawn : Nous utilisons un réseau de minuscules sondes à haute fréquence. Tout ce que nous inspectons est extrêmement petit, ce qui est ennuyeux. Nous utilisons les plus petites sondes Olympus disponibles et intégrons des réseaux de capteurs de 5 x 5 mm dans ces petites sondes à 16 éléments.
De nombreuses pièces que nous inspectons ne mesurent pas plus de 1 x 1 pi ou de 0,5 x 0,5 m, et présentent une surface complexe ainsi que des angles étroits. Nous chargeons alors ces pièces dans une machine à commande numérique (CNC), et nous fabriquons ainsi nos propres sabots, qui sont sculptés et usinés de façon à ce qu’on puisse les placer dans les endroits les plus bizarres.
Nous utilisons principalement des sondes de 10 MHz. Le pas le plus court fonctionne très bien. Il permet d’obtenir les données à haute résolution dont nous avons besoin pour voir la porosité ou les vides dans les matériaux composites.
Q. : Quel a été le point de bascule ? Pourquoi Ruckus Composites a-t-elle décidé de passer à l’OmniScan X3 ?
Shawn : Le format de fichier NDE a été la principale raison de ce changement. Le logiciel OmniPC™ est très bien, il fait ce qu’il doit faire. Il permet à de nombreux utilisateurs de visualiser un millier de choses différentes d’une manière générique. Grâce à la transition vers le format .nde, nous pouvons maintenant mener des recherches et des analyses d’une manière qui n’était pas possible auparavant. En effet, auparavant, le format des fichiers constituait pour nous un obstacle pour les analyses que nous voulions faire. Nous devions exporter les données vers Excel, ce qui, bien qu’utile, devenait peu pratique en raison de la complexité de la structure des fichiers de données multiéléments. Nous étions limités dans nos possibilités. Cette limitation entravait notre capacité à effectuer des analyses approfondies et automatisées.
Grâce au format de fichier NDE, nous écrivons désormais l’ensemble de nos structures logicielles de façon à n’effectuer que des analyses automatisées en masse. Aujourd’hui, lorsque j’effectue le balayage automatisé de plusieurs kilomètres de tuyaux, je ne m’occupe de rien. Je laisse faire l’ordinateur. Il met en évidence les régions d’intérêt et effectue des analyses avant et après la survenue d’un événement. Donc, si quelque chose de mystérieux se produit, il peut dire : « Hé, est-ce que ça, c’est endommagé ? ». Je n’ai qu’à charger les deux fichiers et à cliquer sur « Comparer » pour qu’il montre les régions d’intérêt. Je ne dirais pas que cela fonctionne parfaitement, mais c’est l’objectif que nous visons, du moins du côté logiciel.
Q. : Comment avez-vous vécu la transition vers la personnalisation de l’analyse de vos données à l’aide des langages de programmation du format de fichier .nde (HDF5 et JSON) ?
Shawn : Dans certaines communautés, comme dans le monde du code source ouvert basé sur Linux, les gens utilisent régulièrement des formats massifs de ce type. Ils regardent ces formats et se disent : « Oui, nous pouvons les traiter sans problème ». Même s’ils ne comprennent pas la signification des données, ils peuvent les ouvrir et les manipuler pour obtenir quelque chose de fonctionnel en 20 minutes. De mon côté, j’utilise ChatGPT pour créer mon propre logiciel. Il peut me générer un projet de logiciel d’analyse en environ 30 secondes.
Je lui demande : « Aide-moi à analyser ces parties de cet ensemble de données », et il me transmet des informations génériques pertinentes. En fin de compte, il s’agit simplement d’une analyse de données et de données numériques concernant l’énergie, la localisation de celle-ci et ses caractéristiques dans les régions d’intérêt. Ce système n’est certes pas parfait, mais il est suffisamment efficace pour répondre à nos besoins. Je ne sais pas programmer de logiciels, mais je peux amener l’IA à le faire à ma place.
« Je ne sais pas programmer de logiciels, mais je peux amener l’IA à le faire à ma place. »
Q. : Comment envisagez-vous de tirer parti de cette nouvelle flexibilité pour réaliser les objectifs de Ruckus Composites ?
Shawn : Nous essayons de l’utiliser pour élargir nos possibilités de réparation, car c’est l’un des marchés à la croissance la plus rapide dans l’industrie des matériaux composites. La réparation des infrastructures représente un défi de taille, d’autant plus que l’industrie automobile adopte de plus en plus les composites. Nous ne faisons que commencer à découvrir les possibilités.
Le monde de l’automobile va avoir grandement besoin d’experts et de machines pour réaliser des diagnostics sur site ou dans les ateliers de carrosserie. Du moins, c’est ce que je pense. Pour nous, c’est comme regarder dans une boule de cristal et essayer de prévoir ce que l’avenir nous réserve alors que nous nous orientons de plus en plus vers le domaine spécialisé du contrôle non destructif pour les structures composites.
Que nous réserve l’avenir ? Je ne saurais le dire, car le secteur des matériaux composites est encore jeune. Il se cherche encore. La science des matériaux évolue très rapidement, de sorte que nous continuerons de développer nos capacités dans ce domaine. J’aime vraiment ce monde et le processus de compréhension de l’origine des dommages.
Q. : Ce désir d’apprendre explique-t-il votre rapide évolution technologique ?
Shawn : À mesure qu’on avance et qu’on se heurte à de nouveaux d’obstacles, la nécessité d’acquérir de nouvelles machines se fait ressentir. Pour quelqu’un comme moi, qui aime apprendre et souhaite continuer à évoluer, c’est une progression naturelle.
Nous aurions pu nous arrêter il y a des années avec le 45 MG et nous limiter à cette spécialisation, en se disant : « C’est ce que nous faisons. » Mais pour quelqu’un qui s’intéresse au monde ou à la science des matériaux, il est essentiel de continuer à explorer. L’OmniScan X3 nous permet d’observer l’inconnu.
Q. : En quoi le fait d’explorer les aspects inconnus des matériaux composites dans le cadre de vos recherches est-il si important ?
Shawn : Nous aimons faire des recherches parce que les matériaux composites représentent un domaine encore peu exploré dans la science des matériaux. Bien qu’ils existent depuis 70 ans, nous ne savons que peu de choses à leur sujet. Nous ignorons tout de leurs mécanismes d’endommagement, et nous ne savons pas vraiment comment se produisent les défauts de fabrication.
Que ce soit dans les domaines de l’énergie verte, des infrastructures, de l’aérospatiale ou de l’automobile, les matériaux composites ont un effet transformateur. Il y a encore tellement à apprendre, et le format de fichier NDE nous permettra en quelque sorte d’approfondir notre compréhension des matériaux composites. Grâce à l’utilisation d’analyses par ultrasons dans le cadre de la recherche, la communauté de la science des matériaux fera un grand bond en avant. Je suis convaincu que cette démarche permettra de mieux comprendre les mécanismes d’endommagement des matériaux composites et de bâtir un avenir plus sûr.
Apprenez-en plus sur les recherches de Ruckus Composites.
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Affiche téléchargeable : Solutions d’inspection des matériaux composites
