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La radiographie est une méthode non destructive d’examen des matériaux par "transparence" basée sur l’inégalité d’absorption des radiations ionisantes (X ou γ). Elle est employée dans des secteurs industriels variés : chaudronnerie, pétrochimie, aéronautique, installations nucléaires, travaux publics, armement… Ce cours est une présentation de l’examen de contrôle des soudures par radiographie.

Principe de la Méthode Radiographique

Les rayons X et γ sont des ondes électromagnétiques de même nature que les ondes hertziennes, la lumière visible et les ultraviolets, dont elles ne diffèrent que par leurs longueurs d’ondes plus courtes. De là d’ailleurs leur pouvoir de pénétration. Les rayons émis qui ont à traverser une certaine épaisseur subissent un affaiblissement plus grand que ceux qui traversent une épaisseur moindre ou la même épaisseur d’un matériau moins absorbant.

Si nous exposons, par exemple, une pièce métallique dans laquelle il y a une cavité, à des rayons ionisants et que nous plaçons un film de l’autre côté de cette pièce, nous pourrions localiser la cavité sur ce film, après développement de celui-ci, à cause d’une impression plus foncée sur un film plus clair (absorption moindre à l’endroit de la cavité). L’image peut également être visible sur un écran photo stimulable à mémoire utilisable ou sur détecteurs numériques.

Sources de Rayons X et Gamma

Il existe deux types de sources de rayonnements utilisés en radiographie industrielle :

  • Sources à rayons X: Elles émettent les rayons qu'après application d'une haute tension à un circuit générateur. L’intensité de ce rayonnement est réglable par cette tension. Elles ont un spectre continu avec une énergie qui est inversement proportionnelle à la longueur d’onde.
  • Sources à rayons γ: Ce sont des isotopes (Ir 192, Co 60, ….), qui émettent continuellement des rayons.

Indicateur de Qualité d'Image (IQI)

Pour contrôler la "sensibilité" de la méthode, on place généralement un indicateur de qualité d’image (IQI) du côté de la source, de sorte que la pièce et l’IQI soient radiographiées en même temps. Deux grands types d'IQI sont disponibles sur le marché.

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  • L'IQI avec fils est placé à travers la soudure.
  • L'IQI avec trous est placé à côté de la soudure avec une tôle de compensation, afin de tenir compte de son épaisseur.

Les détails de l’IQI, visibles sur le cliché développé forment un des 3 éléments de base de l’évaluation de la qualité d’une prise de radiographie. Normes EN ISO 19232 1 à 5 à consulter.

Types de Radiographie

Il existe différents types d'examens radiographiques, notamment :

  • Random radiography: (radiographie au hasard), cet examen ne s'applique qu'aux soudures circulaires bout à bout.
  • Radiographie à 100%: Cet examen concerne, en principe, que les soudures circulaires bout à bout. C'est l'examen radiographique de la circonférence complète de toutes les soudures d'une tuyauterie donnée (ex. tuy. NH3 liquide, HNO3 liquide diverses concentrations 65, 81, 99%). Lorsque la spécification de construction impose que soient inclues, dans ce contrôle, les soudures autres que circulaires bout à bout, leur examen englobera la totalité de leur longueur.

C'est l'organisme de contrôle ou le délégué du maître d'œuvre qui désignera les soudures à vérifier, après une inspection visuelle de l'entièreté des soudures. Si ces vérifications montrent qu'une ou plusieurs des soudures ne correspondent pas aux spécifications adoptées, le constructeur y remédiera. Les critères d'acceptabilité des défauts sont définis dans les différents codes (ex. EN 13445 et EN 13480).

Remarque: La visibilité des défauts dépend surtout de leur épaisseur suivant la direction du rayonnement. Les défauts très minces (défauts plans) ne seront décelables que suivant un certain angle de prise, il sera parfois nécessaire de prendre plusieurs clichés suivant différents angles pour les interpréter sans problème.

Sécurité et Radioprotection

La radioactivité est un phénomène naturel lié à l’instabilité de certains atomes qui composent la matière. Ces atomes instables (les radionucléides) émettent des rayonnements qui, en interagissant avec la matière, peuvent l’ioniser, c’est-à-dire lui arracher un ou plusieurs électrons. Les rayonnements ionisants peuvent provoquer des effets sur la matière vivante.

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Protéger le travailleur, compte tenu des risques encourus, consiste tout d’abord à évaluer les risques professionnels, en prenant en compte les caractéristiques de la source d’émission et les conditions d’exposition des personnes. La prévention des risques liés à l’exposition aux rayonnements ionisants est encadrée par un certain nombre de dispositions réglementaires, figurant dans le Code de la santé publique, le Code de l’environnement et le Code du travail.

En amont des tirs de gammagraphie sur chantier et le jour J, une zone d’opération doit être balisée. « Ne pas laisser la routine s’installer, mais faire en sorte que la réflexion prenne toujours le pas sur les habitudes.

Dans le cas de chantiers extérieurs, avec utilisation d’un gammagraphe mobile, le responsable de l’appareil doit délimiter une zone d’opération. Lorsque le gammagraphe est mis en œuvre à l’intérieur d’une zone surveillée ou contrôlée, la délimitation de la zone d’opération prend en compte les débits de dose inhérents à l’appareil ainsi que ceux déjà existants dans ces zones.

Catégories de travailleurs :

  • Cat. A : Directement affectés à des travaux sous rayonnements (DATR), personnes dont les conditions de travail sont susceptibles d’entraîner le dépassement de 3/10ème d’une des limites annuelles d’exposition.

Rôle de l'Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN)

L’Autorité de sûreté nucléaire est chargée du contrôle de la radiographie industrielle en vue de garantir la protection des travailleurs, du public et de l’environnement. Elle réalise chaque année plus de 100 inspections dans ce secteur. La radiographie industrielle constitue un enjeu prioritaire en matière de radioprotection, au regard de la dangerosité des procédés, des conditions difficiles d’intervention sur les chantiers où une mauvaise manipulation des appareils est susceptible de conduire très rapidement à des conséquences économiques et sanitaires importantes. Des efforts sont encore à fournir pour réduire le nombre d’incidents et optimiser l’exposition des personnes.

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