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Comment utiliser un équipement de tomographie industrielle à rayons X ?

par Ludovic le 19 janv. 2021 à 16h27

Largement utilisé dans de nombreux domaines, les équipements de tomographie sont surtout connus dans l'imagerie médicale qui permettent de visualiser les structures les plus complexes du corps humain. Cette technique est utilisée non seulement comme outil de diagnostic mais aussi pour notre sécurité, par exemple dans les aéroports.

Dans le milieu industriel, le contrôle non destructif est une technique d'inspection unique utilisée par les professionnels pour examiner les structures internes d’un objet. Même si la tomographie à rayons X est une technologie très innovante que l'on retrouve dans de nombreux secteurs d'activité, son utilisation quotidienne peut souvent être complexe. C'est pourquoi il est préférable d'avoir un équipement ergonomique et intuitif.

Processus de transmission des rayons X dans un tomographe 

Le principe de de la tomographie est assez simple, mais il faut au préalable se familiariser avec les composants principaux de l'équipement, pour en comprendre le fonctionnement :
Tube à rayons X
C'est un tube qui convertit l'énergie électrique en rayons X. Les rayons X sont générés par l'accélération d'électrons à très grande vitesse. Ces rayons X peuvent ensuite pénétrer divers objets ou substances en explorant chaque détail de leur structure.
 
Détecteur
Le détecteur de rayons X convertit les rayons X qui frappent sa surface en lumière, puis transforme la lumière en données électroniques qu'un ordinateur peut afficher sous la forme d'une image numérique de haute qualité.
 
Table de rotation
On l'appelle aussi manipulateur d'échantillons parce qu’il permet de positionner l'échantillon (un objet ou toute substance solide) sur le trajet du rayonnement et tourne selon un angle spécifique préalablement programmé.
 
Unité d'acquisition 
Pendant le scan, les images acquises sont constituées de nombreux pixels enregistrés en images de projection 2D. Après la finalisation du processus de scan de l’objet, ces images sont reconstruites grâce à un algorithme en un ensemble de données 3D.
 
Cabine de protection
Le système rayons X est placé dans un cabine radioprotégée, qui protège l'utilisateur des rayonnements ionisants et assure ainsi sa sécurité.
 
Les différentes étapes d'une tomographie

1. Configuration

Lors de la préparation et du montage des échantillons, il est essentiel de les fixer afin d'éviter tout mouvement pendant le scan. Les supports sont réalisés en matériaux de très faible densité, tel du polystyrène, sur lequel on positionne l'échantillon puis on s’assure qu'il tient en place. Le porte-échantillon doit être transparent aux rayons X, c'est pourquoi on utilise un matériau très léger et de faible densité.
 
Le positionnement de l'échantillon lors du scan dépend de sa géométrie. Si la pièce présente des surfaces planes, alors il faut l'inclinée légèrement afin d'éviter des phénomènes d'artefacts de plan.
 
3. Reconstruction
 
Dès que le réglage des paramètres de scan a été effectué, le scan peut être lancé et se réalise automatiquement, sans intervention de l'opérateur. Une fois le scan réalisé, l'ensemble des projections 2D peuvent petre utilisées pour procéder à la reconstruction.
 
La reconstruction tomographique nécessite peu d'intervention de la part de l'opérateur. Le logiciel de reconstruction X-Act UniCT, développé en interne, offre de nombreuses corrections automatiques, ce qui réduit et simplifie le lancement de la reconstruction.
 
 2. Lancement du scan
 
Après la mise en place de l'échantillon, vous devez lancer le scan en utilisant des paramètres spécifiques. Le logiciel X-Act, fourni avec chaque système de tomographie RX Solutions, dispose de plusieurs modes qui vous permettent, quel que soit votre niveau d'expertise, d'effectuer un scan avec facilité, tout en obtenant des résultats de la plus haute qualité possible
 
Après avoir placé l’objet sur le porte-échantillon, le scan peut être lancé de manière autpmatique ou les réglages effectués par un opérateur formé à l'utilisation de l'équipement.
 
4. Analyse
 
La troisième étape, dite de post-traitement, est réalisée à l'aide de logiciels tels que Volume Graphics ou Avizo. Ceux-ci permettront de travailler sur le volume 3D résultant de la reconstruction. Cette étape est nécessaire seulement si vous souhaitez aller au-delà de la simple visualisation, pour réaliser des mesures, quantifier des défauts, etc...
 
Ensuite, de nombreuses analyses peuvent être effectuées, sur toutes les surfaces de vos échantillons, tant externes qu'internes.
En résumé, la tomographie par rayons X est une technique d'imagerie extrêmement puissante et polyvalente qui permet de  contrôler rapidement et de manière non destructive vos échantillons. L'ensemble du processus de scan, , de l'acquisition au post-traitement, a été développé pour rendre cette technologie accessible quel que soit le département dans lequel l'équipement est utilisé : laboratoire, R&D, production ou bien encore au département qualité.
 
RX Solutions propose des formations spécifiques en radioscopie 2D et en tomographie 3D pour vous aider à vous familiariser rapidement avec les équipements et logiciels.