Solution robotisée de contrôle non destructif multi-physique

Concevoir, fournir et intégrer un système mécatronique robotisé pour inspecter des pièces et structures par ultrasons (US), infrarouge thermique (IR), térahertz (THz) et rayons X (RX). La solution comprend les mouvements des capteurs et des pièces, le pilotage informatique, la synchronisation des acquisitions, ainsi que la livraison, l’installation, la mise en ordre de marche, la formation et la documentation. Le traitement et l’acquisition des mesures physiques ne sont pas inclus : le système doit notamment fournir le signal de synchronisation pour chaque position de mesure.

Équipements et mouvements

La solution de base comprend robots ou machines spéciales, axes et rails, porte-pièces et plateau tournant, effecteurs et supports de capteurs interchangeables, câblage, armoire de commande, dispositifs de sécurité, ordinateur de pilotage et logiciels. Elle doit permettre les configurations en réflexion et en transmission, le positionnement contrôlé de l’émetteur et du récepteur, et l’inspection de pièces planes ou de géométrie complexe.

Le porte-pièces doit accepter des pièces horizontales de 0,5 × 0,5 × 0,5 m à 5 × 2 × 1,5 m, et des pièces verticales de 0,5 m de haut et 0,25 m de diamètre jusqu’à 3 m de haut et 1,5 m de diamètre, avec une tolérance de 10 % sur chaque dimension. Il comprend un plateau tournant pour les pièces verticales, réglable sur 360° par pas de 0,1°, et des dispositifs de bridage/débridage rapides adaptés aux géométries et dimensions variées. La solution doit aussi pouvoir inspecter des pièces pouvant atteindre 5 m et détecter des défauts de 1 mm à plusieurs centimètres.

Les mouvements de la solution de base couvrent :

• Partie 1a : USTBNI, THz-R, FIRR, FIRT et tomographie X standard (TXS).
• Partie 1b : laminographie X (RXL), USRGT, THz-RT, FIRRT et tomographie X hélicoïdale (TXH).

La partie fractionnée comprend le scanner optique et la reconstruction 3D, à chiffrer obligatoirement et commandables selon le besoin, ainsi que des mouvements complémentaires : USRG, USTBOI, USTG et, s’il est proposé, USTGVD. Un dispositif complémentaire d’amélioration de la précision peut également être proposé et chiffré distinctement.

Pilotage, logiciels et performances

À partir d’un fichier CAO ou 3D de la pièce (formats .obj et .stl au minimum), le logiciel doit permettre de paramétrer une région d’intérêt (ROI), les pas et déplacements, les angles, distances et alignements des capteurs, puis de générer, visualiser, valider et exécuter les trajectoires. Il doit gérer les modes pas à pas et continu, le ralentissement aux changements de direction et le stockage des paramètres de mesure en fichier .json. Le scanner optique fractionné doit produire un fichier .obj de la géométrie, exploitable pour programmer les trajectoires et recaler les mesures.

Le système doit synchroniser déplacements et acquisitions par trigger logiciel UDP ou signal électrique TTL, et associer les positions successives des capteurs aux mesures dans un fichier de positions. Les logiciels fournis doivent inclure les licences nécessaires pour au moins trois postes et rester opérationnels après la garantie.

Pour les mesures US, IR et THz, les seuils de positionnement à maintenir en déplacement sont de ±1,5 mm et ±1° d’orientation. Les distances de calibration sont spécifiques aux physiques : 15 à 200 mm pour les transducteurs US, 50 à 150 mm pour le système THz, et 250 à 400 mm pour les dispositifs IR. Pour la tomographie X, la répétabilité de positionnement après calibration doit être ≤ 0,1 mm. Une vitesse de balayage proche de 3 m/s est une performance valorisée, non éliminatoire ; l’exemple donné est l’inspection d’une surface de 1 × 1 m en une minute avec des pas de 3 mm en X et en Y.

Le scanner et la métrologie d’amélioration de la précision relèvent de la partie fractionnée. Pour cette dernière, la précision visée est de ±0,1 mm en X, Y et Z, et de ±0,1° en θ et φ, avec bilan d’incertitude. Le système doit fonctionner dans le volume utile des pièces jusqu’à 5 × 2 × 1,5 m et ne pas perturber les mesures CND, y compris en présence de rayonnements ionisants.

Interfaces et intégration

Le titulaire doit travailler avec RX Solutions pour concevoir les effecteurs de chargement, maintien et déchargement de la source et de l’imageur RX, programmer les mouvements de tomographie et de laminographie, mettre en place la communication entre ordinateurs d’acquisition et de pilotage, et guider les câbles en compensant leur tension. Les équipements RX sont fournis par un autre titulaire. Le système doit être adapté à une enceinte blindée de dimensions intérieures 6 × 6 × 5 m, avec porte de 3 × 3 m, et à une alimentation 400 V – 50 Hz. L’installation prévoit au minimum des arrêts d’urgence à proximité de la solution et à l’extérieur de l’enceinte, ainsi qu’une détection optique d’intrusion interrompant le fonctionnement. Le déchargement, le grutage, la manutention et l’acheminement jusqu’à l’enceinte sont à la charge du titulaire ; l’université ne fournit pas de moyens de levage ou de manutention.

La solution de base est livrée en deux parties : la première comprend l’équipement et ses mouvements 1a ; la seconde complète les fonctions 1b. Chaque partie comprend les essais, l’installation, la mise en ordre de marche et la formation associée. La formation initiale, sur site, concerne au maximum cinq personnes et doit couvrir l’utilisation, la mise en route, la sécurité et l’entretien courant. La documentation comprend les instructions d’utilisation et d’entretien, celles des logiciels, les clés d’installation et d’utilisation, ainsi que les plans d’exécution conformes des installations.

Garantie et maintenance

La garantie de base couvre matériel et logiciel, pièces, main-d’œuvre, assistance téléphonique, déplacements, frais de séjour et transport aller-retour ; les consommables sont exclus. Sa durée minimale est de deux ans à compter de l’admission de chaque partie. En cas de privation de jouissance d’au moins 30 jours calendaires, l’université peut demander sans frais un matériel de remplacement équivalent. Si réparation ou mise au point n’intervient pas dans les 60 jours calendaires suivant l’information du titulaire, un échange standard est prévu selon le délai défini à l’annexe de l’acte d’engagement.

La partie fractionnée prévoit, après la garantie de base ou son extension, un maintien en condition opérationnelle commandable au forfait annuel : au moins une visite préventive annuelle et un nombre illimité d’interventions correctives, pièces, main-d’œuvre et déplacement compris. Cette formule ne se cumule pas avec l’extension de garantie sur une même période. Une maintenance à l’attachement est également prévue, avec prix distincts pour la demi-journée préventive, la demi-journée curative et le déplacement sur site. Les formules de maintenance comprennent une hotline non surtaxée et des engagements d’intervention ; chaque intervention donne lieu à un rapport détaillant les actions et le temps passé.

La livraison et les interventions doivent laisser le chantier propre ; le titulaire gère ses déchets conformément à la réglementation applicable. Les fournitures doivent respecter les normes CE homologuées ou équivalentes.