Voilà une méthode de contrôle intemporelle qui fait fi de toutes les modes… Pour connaître ses origines, il faut remonter à la fin du XIX ^e siècle.A l'époque,on comprend déjà qu'avec très peu de moyens (de l'huile chaude et de la craie), il est possible de faire apparaître des fissures de fatigue invisibles à l'œil nu sur des bielles de locomotives. C'est la naissance d'un nouveau procédé, le “ressuage”. Au cours des années qui suivent, la méthode va évoluer, des produits spécifiques remplacent l'huile et la craie, le champ d'applications du ressuage s'élargit… mais le principe reste le même. Dans les textes de la Cofrend ⁽¹⁾ ,leressuage est défini comme la « résurgence d'un liquide (ou d'un gaz) d'une discontinuité dans laquelle il s'était préalablement introduit au cours d'une opération d'imprégnation » . En pratique, la méthode consiste à appliquer à la surface de la pièce à contrôler un liquide coloré ou fluorescent appelé pénétrant. Ce dernier s'infiltre par capillarité à l'intérieur de toutes les discontinuités débouchant en surface (fissures, piqûres, porosités, etc.). La pièce est ensuite lavée afin d'enlever l'excès de pénétrant, puis séchée. Il ne reste alors qu'à appliquer un autre produit (le révélateur) pour absorber le pénétrant contenu dans les discontinuités. Suite à cette opération, des indications apparaissent à la surface de la pièce sous forme de taches de formes et de dimensions diverses. Ce sont elles qui révèlent la présence des discontinuités.

Cette solution ne manque pas d'avantages. Hormis le fait qu'elle est basée sur un procédé très simple à appréhender, elle se distingue des autres méthodes de contrôle non destructif par une grande facilité de mise en œuvre. Pas besoin d'utiliser un appareillage complexe ou de chercher à raccorder une alimentation électrique, « il suffit d'avoir de l'eau,un chiffon et un aérosol ! » ,résume Frédéric Poligoj, responsable moyens communs d'interventions à l'Institut de Soudure. Le matériel est bon marché, et simple à transporter. Il autorise aussi un contrôle dans toutes les positions, y compris dans les endroits difficiles d'accès. En pratique, le ressuage peut être effectué quasiment n'importe où, sauf sous l'eau. Il permet aussi bien de contrôler des structures de grandes dimensions que de petites pièces mécaniques, et ce, quelle que soit leur géométrie. « Il est important aussi de noter que le ressuage est une méthode globale. Cela signifie que l'on peut contrôler une pièce en une seule opération (ce que n'autorisent pas les méthodes de contrôle par ultrasons ou courants de Foucault, par exemple) » , ajoute Patrick Dubosc, expert en CND et auteur de nombreuses publications sur le sujet.

Autre intérêt de la méthode, sa sensibilité. Moyennant un certain nombre de précautions, le ressuage met en évidence des discontinuités de très petite taille. Le contrôle étant qualitatif, il est difficile de donner un ordre de grandeur du plus petit défaut détectable. Mais « nous avons déjà détecté des discontinuités de 0,25 µm d'ouverture et 5 µm de profondeur. Techniquement, laméthode est donc très performante », précise Patrick Dubosc. « En se basant sur des essais réalisés avec des pièces de référence,nous savons par exemple qu'une discontinuité de 10 µm de profondeur est facile à détecter », confirme Jean Petitot, responsable ressource et laboratoire au Cetim ⁽²⁾ .Enfin la méthode peut facilement s'intégrer à une chaîne de production ou de maintenance. Il est possible en effet de traiter simultanément des séries de pièces, et d'automatiser plusieurs étapes du procédé (application du pénétrant ou du révélateur, lavage, séchage, etc.).

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Le ressuage coloré est une méthode de contrôle efficace et simple à mettre en œuvre sur site. Elle demande relativement peu de moyens matériels (de l'eau, des chiffons et des aérosols suffisent), et aucune précaution particulière en termes d'éclairages. Grâce au ressuage, il est possible de détecter des discontinuités débouchant en surface sur une grande variété de pièces non poreuses. Ici un pénétrant coloré rouge pré-émulsionné en aérosol est appliqué sur une pièce moulée.

Photos : Institut de Soudure

Des précautions indispensables

Grâce à ces différents atouts, le ressuage offre un large champ d'applications. On l'utilise dans de multiples secteurs industriels (aéronautique, nucléaire, automobile, métallurgie, naval, ferroviaire, etc.) pour contrôler une grande variété de pièces non poreuses. Il peut s'agir par exemple de pièces moulées ou forgées, de produits laminés, ou encore de pièces ayant subi un traitement thermique. Les matériaux métalliques sont les premiers concernés, mais il est aussi possible de contrôler (sous certaines conditions) des pièces en plastique, des matériaux minéraux, et plus rarement des composites. Dans chacune de ces applications, le ressuage met en évidence les discontinuités débouchant en surface. Leur détection est conditionnée par l'état de surface et la propreté de la pièce à contrôler, le matériau dont elle est constituée, mais aussi les produits utilisés et les conditions opératoires. Au niveau du procédé, il existe en effet deux types d'observation: il est possible de réaliser le contrôle sous lumière blanche artificielle ou naturelle (on parle dans ce cas de ressuage coloré), ou bien sous rayonnement ultraviolet UV-A (dans le cas du ressuage fluorescent). Suivant les applications, il faut donc choisir le procédé le plus adapté, mais aussi l'association de produits la plus judicieuse: tous les pénétrants n'ont pas la même sensibilité, ils ne s'éliminent pas de la même manière, et ils ne peuvent pas être associés à n'importe quel type de révélateur… En jouant sur ces différentes variables, le ressuage offre donc un grand nombre de combinaisons qu'il convient de choisir avec soin pour obtenir les conditions opératoires optimales.

On le voit, la méthode est plus complexe qu'elle ne paraît au premier abord. « Si l'on s'en tient à son principe ou à la gestuelle nécessaire, il n'y a rien de plus simple que le ressuage. Mais en réalité, sa mise en œuvre nécessite de prendre d'importantes précautions et d'avoir une certaine expérience. Sans cela, les risques d'erreurs sont nombreux », indique Frédéric Poligoj. « C'est d'ailleurs pour cette raison que les examens de certification en ressuage sont parmi les plus difficiles, confirme Patrick Dubosc. Pour obtenir un résultat fiable,la formation des opérateurs et des contrôleurs,ainsi que l'expérience qu'ils ont acquise,jouent un rôle crucial ». Il faut notamment prendre le plus grand soin dans la préparation de la surface à contrôler: si le ressuage détecte toute discontinuité débouchante, encore faut-il que celle-ci ne soit pas obstruée. Un mauvais nettoyage peut ainsi conduire à des interprétations totalement erronées. De même, une tache de peinture, le fluage d'un métal ou des traces d'oxydes sont autant de risques d'erreurs potentiels…

L'autre difficulté de la méthode réside dans l'interprétation du résultat obtenu. Comme le diagnostic repose sur une observation visuelle, « le facteur opérateur est très important », rappelle Jean Petitot. Contrairement au contrôle par ultrasons, par exemple, le ressuage ne permet pas de dimensionner des défauts, mais d'observer des taches signalant la présence des discontinuités. Or la tache observée est nécessairement surdimensionnée par rapport à la taille réelle de la discontinuité. « On parle souvent d'un effet loupe X800. Cela ne constitue pas une règle générale, car tout dépend des produits utilisés, de l'état de surface de la pièce ou encore de la profondeur des discontinuités. Mais cela donne un ordre d'idées. Une piqûre de 0,05 millimètre de largeur, par exemple, peut donner une indication visible de 4 ou 5 centimètres », indique Frédéric Poligoj.Au niveau des critères d'acceptation, il est donc impossible de se baser sur les dimensions réelles des discontinuités.Tout repose sur la taille des indications, sur leur forme… et sur les connaissances de l'opérateur. A titre d'exemple, on sait par expérience qu'une tache linéaire (dont la plus grande dimension est trois fois supérieure à la plus petite) doit être prise au sérieux. En revanche, « une indication baveuse, très large,observée sur une pièce de fonderie n'est pas dangereuse », ajoute Patrick Dubosc.

Enfin il est important de choisir le couple pénétrant/révélateur le plus adapté, et de vérifier la compatibilité de ces produits avec les matériaux à contrôler. Certains d'entre eux peuvent en effet être altérés par les pénétrants. C'est le cas par exemple des colles présentes dans les matériaux composites, ou encore de certains matériaux plastiques.Pour s'assurer que les produits utilisés conviennent, mieux vaut réaliser des essais préalables. De même, il est parfois nécessaire d'utiliser des produits de ressuage spécifiques. Il existe ainsi des pénétrants adaptés à certains matériaux poreux (comme les céramiques), ou convenant à l'inspection de pièces chaudes, au-delà de 50°C.

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Le contrôle par ressuage peut être réalisé sous lumière blanche artificielle ou naturelle (ressuage coloré) ou sous rayonnement ultraviolet UV-A (ressuage fluorescent). Dans les deux cas, c'est une observation visuelle des indications détectées qui conduit à l'interprétation.

Réaliser un contrôle non destructif par ressuage requiert donc des compétences spécifiques dans plusieurs domaines. Cependant, il existe désormais des formations adaptées pour acquérir les connaissances nécessaires. « Par le passé, les opérateurs apprenaient la méthode sur le terrain, sans cadre formel. Mais ce n'est plus le cas aujourd'hui.Ils suivent désormais des formations pour leur apprendre la gestuelle, ainsi que les précautions à prendre (en particulier pour le nettoyage des pièces). Ensuite il suffit d'adopter une certaine rigueur. En s'y appliquant sérieusement, il est relativement facile de réaliser un contrôle par ressuage. Si l'on compare cette méthode au contrôle par ultrasons, par exemple, les deux méthodes sont à des années lumière l'une de l'autre ! », nuance Frédéric Poligoj.

Malgré ses atouts certains, le ressuage a pourtant longtemps fait l'objet de controverses. L'une des raisons à cela réside dans le fait que la méthode emploie nécessairement des produits chimiques (souvent à base de solvants). Les opérateurs qui l'utilisent de manière régulière doivent donc prendre un certain nombre de précautions, en particulier si l'inspection a lieu dans un local clos non ventilé. «Afin de mettre en évidence les discontinuités à la surface des pièces contrôlées, on utilise le plus souvent des poudres en suspension dans un liquide volatil. Pour des questions de sécurité, il est donc recommandé de travailler si possible sous des hottes aspirantes, et de porter des gants ou un masque », souligne Frédéric Poligoj. Viennent ensuite les questions d'ordre environnemental liées à l'émission de COV (composés organiques volatils) et aux effluents de ressuage. Les chaînes automatiques, par exemple, utilisent nécessairement des systèmes permettant de récupérer les eaux de rinçage et de lavage. Le traitement s'effectue ensuite sur place, ou dans des sites spécifiques.

Sécurité et environnement

Le ressuage souffre aussi d'un certain déficit d'image. Le fait qu'il utilise un procédé très simple, et qu'il n'emploie ni capteur, ni électronique ou logiciel de traitement du signal, le rendent parfois peu attractif aux yeux des industriels. De plus, il faut employer des produits chimiques, traiter des eaux sales, etc. Du coup, « nombreux sont ceux qui considèrent que le contrôle par ultrasons ou la radiographie, par exemple, sont des procédés plus “nobles” que le ressuage », constate Frédéric Poligoj. « Il est vrai que la méthode souffre d'une image assez négative, confirme Patrick Dubosc. Au premier abord,on estime souvent qu'elle est moins valorisante que d'autres méthodes de CND ».

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Le ressuage reste encore couramment utilisé dans les contrôles sur site. Le matériel est facile à transporter et il ne demande pas de précautions particulières dans sa mise en œuvre. En revanche, il faut choisir les produits adaptés et s'assurer que l'on a correctement préparé la surface de la pièce avant d'appliquer le pénétrant. Pour interpréter correctement les résultats, les connaissances de l'opérateur ou du contrôleur et l'expérience qu'ils ont acquise jouent un rôle primordial.

Au cours de ces dernières années, la prise de conscience environnementale et le développement de méthodes de contrôle “plus valorisantes” ont soulevé de nombreux débats sur la pertinence du ressuage. De nombreuses publications ont aussi prédit maintes fois la disparition imminente de la technologie, accusée de ne plus être en accord avec son époque. Mais le ressuage a su donner tort à toutes les prédictions. «Au sein de notre centre de certification Cofrend, nous constatons que le ressuage connaît toujours un franc succès. Même si méthode est ancienne,elle est loin d'être obsolète », souligne Jean Petitot. « Le ressuage ne s'est jamais aussi bien porté, renchérit Patrick Dubosc. Bien que des “maîtres à penser” aient annoncé sa disparition avant l'an 2000, la méthode reste toujours aussi ancrée dans l'industrie. C'est d'ailleurs dans le ressuage qu'il y a le plus grand nombre de certifiés Cofrend, et le renouvellement des certificats est en croissance régulière ». Cet état de fait n'est pas le fruit du hasard. S'il est utilisé depuis plus d'un siècle, le ressuage n'est pas resté figé dans le temps. Il a su s'adapter à de nouveaux développements technologiques, ainsi qu'à des normes de plus en plus rigoureuses en matière d'hygiène, de sécurité et de respect de l'environnement. De nombreux progrès ont par exemple été réalisés dans la formulation des produits de ressuage. « Les produits actuels sont au pire nocifs, mais en aucun cas toxiques, indique Patrick Dubosc. Il y a quelques années, il existait des colorants cancérigènes, ou encore des révélateurs en poudre susceptibles de renfermer de l'amiante,mais ils ont été retirés du marché ». De même il y a une évidente prise de conscience en matière d'environnement. Les systèmes conçus pour récupérer et filtrer les eaux de rinçage sont largement employés, et les industriels maîtrisent davantage leur consommation en produits de ressuage et en eau. « Il suffit parfois d'adopter des gestes simples : éliminer l'excès de pénétrant à l'aide d'un chiffon avant le rinçage à l'eau pour que celle-ci ne soit pas très sale, ou encore privilégier les produits en vrac», poursuit Frédéric Poligoj. Finalement, « les questions d'ordreenvironnemental se posent surtout dans les pays en voie de développement.En Europe,les problèmes ont été résolus», estime Patrick Dubosc.

Enfin il n'existe à l'heure actuelle aucune méthode équivalente au ressuage. Plusieurs projets ont vu le jour ces dernières années afin de rechercher des techniques alternatives plus “propres” offrant la même flexibilité, mais celles-ci ne satisfont pas réellement les attentes. « Il n'existe pas de méthode simple susceptible de remplacer le ressuage. Les techniques alternatives sont toutes plus onéreuses ou plus complexes à mettre en œuvre », résume Frédéric Poligoj. La magnétoscopie, par exemple, peut être envisagée dans certaines applications. « C'est le cas en particulier dans les inspections de maintenance. En ressuage, cela reste relativement difficile car la pièce est souvent peinte.Il faut alors enlever la peinture, avec le risque de ne pas la retirer correctement de toutes les discontinuités. De même, la pièce est plus sale, son accessibilité est souvent plus difficile, etc.», poursuit Frédéric Poligoj. Pour ces applications, la magnétoscopie peut être plus intéressante. Enre-vanche, la méthode se limite aux matériaux ferromagnétiques… Autre piste envisagée, l'ACFM ( Alternating Current Field Measurement ou mesure du champ magnétique induit par un courant alternatif). La méthode est utili-sable sur les pièces immergées ou les surfaces revêtues de peinture, par exemple, mais elle nécessite également des compétences spécifiques, ainsi qu'un appareillage plus important que le ressuage. Il est possible aussi d'utiliser la technique de résonance acoustique.Tout comme le ressuage, il s'agit d'une méthode globale contrôlant l'ensemble d'une pièce en une opération. Le procédé, là encore très ancien, est essentiellement utilisé en fabrication. Il permet de détecter d'éventuels défauts, mais ne les localise pas. Enfin « nous étudions aussi la possibilité de remplacer le ressuage par des méthodes comme la thermographie active, indique Jean Petitot. Avec cette solution, il est possible de mettre en évidence le même type de défauts qu'en ressuage, mais dans des applications et des conditions spécifiques.En réalité,ces méthodes sont davantage complémentaires que concurrentes ».

Plusieurs pistes à explorer

Le ressuage est donc encore promis à un bel avenir, et ce d'autant plus qu'il existe de multiples possibilités de développement. L'une des pistes explorée consiste à accroître l'automatisation de la méthode.A l'heure actuelle, l'interprétation des indications visibles doit nécessairement être assurée par un opérateur (à moins de contrôler des pièces de géométrie très simple).Pour certains professionnels, rien ne sera jamais aussi fiable que l'observation et l'expérience humaines. Mais d'autres y voient une source d'évolution potentielle. « Nous travaillons actuellement sur l'automatisation de cette étape en remplaçant l'observation visuelle par une caméra et un traitement d'images. Dans certains cas, le résultat est satisfaisant, mais il y a encore beaucoup de chemin à parcourir », précise Jean Petitot. D'autres progrès sont à attendre dans la composition des produits de ressuage, afin de réduire encore leur “nocivité” potentielle pour les utilisateurs et l'environnement. Du point de vue technologique, le ressuage coloré est également en pleine expansion. L'inspection, effectuée en lumière blanche, ne nécessite pas d'éclairages spécifiques. Elle est donc plus simple à mettre en œuvre que le ressuage fluorescent. « Dans le nucléaire, par exemple, le ressuage coloré est de loin le plus utilisé, note Patrick Dubosc. La méthode se prête bien à cette application car de nombreux contrôles doivent être réalisés sur site,avec la lumière du jour ». Dans les années qui viennent, il y a fort à parier que le ressuage fluorescent sous éclairage ultraviolet sera progressivement remplacé par un ressuage sous lumière bleue actinique (450nm), de manière à faciliter les conditions opératoires et s'affranchir des questions d'éclairage. « D'ici là, il faudra bien sûr modifier la formulation des produits pour qu'ils soient adaptés à cette application », souligne Patrick Dubosc. «A l'heure actuelle, la méthode n'est pas encore tout à fait opérante, en raison notamment de sa faible sensibilité, mais plusieurs travaux sont en cours dans ce domaine », explique Jean Petitot. Le Cetim a d'ailleurs prévu d'évaluer le ressuage sous lumière bleue actinique dans le courant de l'année. Pour les professionnels du domaine, il n'y a aucun doute: le ressuage a encore de beaux jours devant lui.

Le ressuage, en bref Abréviation courante PT (pour Penetrant Testing) Champ d'applications Essentiellement matériaux métalliques (autres matériaux sous conditions). Température des pièces de 10 à 50°C. Produits spécifiques et procédures adaptées au-delà de 50°C ou en dessous de 10°C Indications détectées Tout type de défaut débouchant (non obstrué), ainsi que certains défauts traversants (moyennant des temps d'imprégnation plus longs)

(1) Confédération française pour les essais non destructifs.

(2) Centre technique des industries mécaniques.