Pouvez-vous nous présenter les principaux matériaux étudiés avec la tomographie à rayons X ?
Comme mentionné dans l’introduction, l’EPFL fait des recherches dans beaucoup de domaines. Ainsi, nous voyons régulièrement passer, au sein de notre plateforme PIXE, des matériaux tels que du bois (comme le montre les images d'un rhizome de bambou ci-dessous), des bétons, des roches ainsi que des matériaux composites.
Nous avons aussi l’occasion de scanner des insectes, des pièces archéologiques, des os ainsi que des pièces mécaniques.
Porosité d'un rhizome de bambou en 3D - PIXE
Quel est le principal intérêt pour EPFL d’utiliser la tomographie à rayons X ?
L’EPFL étant une école formant des ingénieurs, et notamment des ingénieurs en génie civil et en matériaux, la tomographie à rayons X nous permet de caractériser, avec grande précision, les différents matériaux étudiés et développés ici. Nous pouvons ainsi crée des modèles structuraux et générer des simulations numériques de processus.
La versatilité de l’Ultratom, nous permet de développer différentes enceintes pour effectuer des mesures in-situ. Nous possédons actuellement 2 cellules de forces pour des essais en traction et compression. Avec l’une d’entre elle, nous pouvons aussi contrôler l’humidité environnante de l’échantillon. Nous avons aussi une cellule pour faire des tests de cisaillement et projetons d’en développer d’autres dans un futur proche.
Pour quelles applications la tomographie à rayons est-elle la plus efficace ?
Nous utilisons de plus en plus la tomographie à rayons X pour faire des tests in-situ. Ces tests nous permettent de faire des caractérisation structurale des matériaux, des modélisations mécaniques, des analyses de perméabilité, des analyses de processus dynamiques ou encore des jumeaux numériques. Par exemple, dans les images ci-dessous, nous voyons une coupe d’un matériau composite lors d’un essai de traction. Cet essai permet de voir la mécanique de déformation ainsi que les amorces de fissures dans le matériau jusqu’à son point de rupture.
Glassfiber - CCLAB - Prof. Anastasios Vassilopoulos et Ziad Sahlab
Quels sont les avantages apportés par la tomographie à rayons X dans l’analyse des matériaux ?
Les principaux avantages sont l’aspect non destructif, la visualisation 3D de l’extérieur et de l’intérieur de l’échantillon ainsi que la possibilité de faire des tests in-situ (inspection 4D).
En effet, avec la tomographie, il n’est pas nécessaire de préparer l’échantillon, de le découper et de le polir comme lors d’une analyse au microscope par exemple. De plus, la tomographie à rayons X nous donne une cartographie complète de la structure et des défauts présents dans l’échantillon.