QCM : Contrôle par courants de Foucault (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment le contrôle par courants de Foucault crée-t-il les courants induits dans un matériau conducteur ?

Une électrode applique une tension continue qui fait circuler le courant dans le matériau.
Un aimant permanent crée un champ constant qui entraîne des courants dans le matériau.
Un solénoïde produit un champ magnétique alternatif qui induit des courants dans le matériau.
Une source thermique chauffe le matériau et provoque des courants dans sa surface.

Un solénoïde produit un champ magnétique alternatif qui induit des courants dans le matériau.

Explication

Le solénoïde produit un champ magnétique alternatif, lequel induit des courants dans le matériau conducteur. Un champ constant issu d’un aimant permanent ne décrit pas le mécanisme d’excitation indiqué.

2. Quels types de défauts le contrôle par courants de Foucault détecte-t-il principalement ?

Les défauts surfaciques ou légèrement sous-cutanés de la pièce.
Les défauts situés en profondeur, loin de la surface de la pièce.
Les défauts thermiques apparaissant exclusivement après traitement.
Les défauts internes répartis uniformément dans tout le matériau.

Les défauts surfaciques ou légèrement sous-cutanés de la pièce.

Explication

Cette méthode est principalement adaptée aux défauts de surface et à ceux qui se trouvent juste sous la surface. Elle n’est pas présentée comme une méthode visant principalement les défauts profonds.

3. Laquelle de ces opérations peut être réalisée par contrôle par courants de Foucault ?

Mesurer la température interne d’une pièce pendant son usinage.
Mesurer l’épaisseur d’un revêtement appliqué sur une pièce.
Détecter la composition chimique complète d’un alliage sans autre mesure.
Déterminer la masse totale d’une pièce sans connaître sa forme.

Mesurer l’épaisseur d’un revêtement appliqué sur une pièce.

Explication

La mesure de l’épaisseur d’un revêtement fait partie des usages de cette méthode, qui sert aussi à détecter des fissures et à mesurer la conductivité. La méthode n’est pas décrite comme un moyen de mesurer directement la masse ou la composition chimique complète.

4. Que mesure la conductivité électrique σ\sigma d’un matériau ?

Sa perméabilité à un champ magnétique variable.
Son opposition au passage du courant électrique.
Son aptitude à conduire le courant électrique.
Sa capacité à conserver une charge électrique.

Son aptitude à conduire le courant électrique.

Explication

La conductivité caractérise l’aptitude d’un matériau à conduire le courant et s’exprime en S/m. L’opposition au courant correspond à la résistivité ρ\rho, ce qui est une confusion fréquente entre ces deux grandeurs.

5. Un matériau a une conductivité de 2 S/m2\ \mathrm{S/m}. Quelle est sa résistivité ?

1 Ω⋅m1\ \Omega\cdot\mathrm{m}
0,5 Ω⋅m0{,}5\ \Omega\cdot\mathrm{m}
4 Ω⋅m4\ \Omega\cdot\mathrm{m}
2 Ω⋅m2\ \Omega\cdot\mathrm{m}

$$0{,}5\ \Omega\cdot\mathrm{m}$$

Explication

La résistivité est l’inverse de la conductivité, donc ρ=1/2=0,5 Ω⋅m\rho=1/2=0{,}5\ \Omega\cdot\mathrm{m}. La valeur de 2 Ω⋅m2\ \Omega\cdot\mathrm{m} reprend la conductivité au lieu de prendre son inverse.

6. La susceptibilité magnétique d’un matériau vaut χ=0,2\chi=0{,}2. Quelle est sa perméabilité relative ?

μr=1,2\mu_r=1{,}2
μr=1,0\mu_r=1{,}0
μr=0,8\mu_r=0{,}8
μr=2,0\mu_r=2{,}0

$$\mu_r=1{,}2$$

Explication

La relation μr=1+χ\mu_r=1+\chi donne μr=1,2\mu_r=1{,}2 pour χ=0,2\chi=0{,}2. La valeur 0,80{,}8 résulterait d’une soustraction, alors que la relation demande une addition.

7. Quelle séquence décrit la création des courants induits dans une pièce par une bobine parcourue par un courant alternatif ?

La bobine chauffe la pièce, sa résistance diminue, puis un courant continu traverse la pièce et la transforme en source électrique.
La bobine excite magnétiquement la pièce, un champ surfacique apparaît, puis des courants locaux se forment et la pièce se comporte comme une bobine fictive.
La bobine crée un champ constant dans la pièce, qui devient ensuite isolante avant que des courants locaux apparaissent.
La bobine mesure d’abord l’impédance de la pièce, puis un courant extérieur y circule et crée un champ surfacique.

La bobine excite magnétiquement la pièce, un champ surfacique apparaît, puis des courants locaux se forment et la pièce se comporte comme une bobine fictive.

Explication

Le courant alternatif dans la bobine produit une excitation magnétique, suivie d’un champ surfacique et de courants induits locaux ; la pièce se comporte alors comme une bobine fictive. La séquence ne repose pas sur un échauffement préalable ni sur la circulation d’un courant continu extérieur.

8. Quels facteurs influencent la distribution des courants induits dans une pièce ?

La pression de la sonde, la dureté, la rugosité et la vitesse de refroidissement.
La fréquence d’échantillonnage, la masse, la température ambiante et la couleur de la pièce.
Le champ d’excitation, la géométrie, la conductivité électrique et la perméabilité magnétique.
La forme de la bobine, la longueur du câble, l’humidité et la température de l’appareil.

Le champ d’excitation, la géométrie, la conductivité électrique et la perméabilité magnétique.

Explication

La distribution dépend du champ d’excitation, de la géométrie, de la conductivité électrique et de la perméabilité magnétique de la pièce. La masse ou la couleur, par exemple, ne figurent pas parmi les facteurs indiqués.

9. Une bobine se déplace au-dessus d’une plaque homogène en géométrie, en conductivité et en perméabilité ; comment évolue la distribution des courants induits ?

Elle devient instable dès que la bobine se déplace.
Elle s’inverse à chaque changement de position de la bobine.
Elle reste stable pendant le déplacement de la bobine.
Elle s’annule progressivement à mesure que la bobine avance.

Elle reste stable pendant le déplacement de la bobine.

Explication

Dans une plaque homogène pour les propriétés considérées, la distribution des courants induits reste stable lorsque la bobine se déplace. Une répartition instable est plutôt associée à la présence d’une inhomogénéité.

10. Quel effet un défaut produit-il sur le système de contrôle par courants de Foucault ?

Il supprime le champ d’excitation et maintient l’impédance du solénoïde inchangée.
Il transforme les courants induits en courant continu et réduit l’impédance du solénoïde.
Il renforce la circulation des courants induits et stabilise l’impédance du solénoïde.
Il perturbe la circulation des courants induits et fait varier l’impédance du solénoïde.

Il perturbe la circulation des courants induits et fait varier l’impédance du solénoïde.

Explication

Un défaut perturbe le trajet des courants de Foucault, ce qui entraîne une variation de l’impédance du solénoïde. Il ne stabilise donc pas l’impédance, comme le suggère un distracteur.

11. Comment varie l’amplitude des courants induits lorsqu’on s’éloigne de la surface de la pièce ?

Elle reste constante jusqu’à la profondeur perceptible, puis décroît.
Elle augmente exponentiellement selon J(x)=J0ex/δJ(x)=J_0e^{x/\delta}.
Elle décroît exponentiellement selon J(x)=J0e−x/δJ(x)=J_0e^{-x/\delta}.
Elle décroît linéairement jusqu’à s’annuler à la profondeur δ\delta.

Elle décroît exponentiellement selon $$J(x)=J_0e^{-x/\delta}$$.

Explication

La relation décrit une décroissance exponentielle de l’amplitude avec la profondeur. Une décroissance linéaire ne correspond pas à cette loi, et l’amplitude ne s’annule pas brusquement à δ\delta.

12. Selon la relation donnée, comment calculer la profondeur de pénétration δ\delta en fonction de la conductivité σ\sigma, de la fréquence ff et de la perméabilité relative μr\mu_r ?

δ=5001σfμr\delta=500\sqrt{\frac{1}{\sigma f\mu_r}}
δ=500σfμr\delta=500\sqrt{\frac{\sigma f}{\mu_r}}
δ=5001σμrf\delta=500\sqrt{\frac{1}{\sigma\mu_r}}f
δ=500μrσf\delta=500\sqrt{\frac{\mu_r}{\sigma f}}

$$\delta=500\sqrt{\frac{1}{\sigma f\mu_r}}$$

Explication

La profondeur de pénétration est proportionnelle à la racine carrée de l’inverse du produit de la conductivité, de la fréquence et de la perméabilité relative. La formule plaçant μr\mu_r au numérateur inverse incorrectement son effet dans cette relation.

13. Si la profondeur de pénétration caractéristique d’un contrôle vaut δ=2 mm\delta=2\text{ mm}, quelle profondeur perceptible peut-on estimer ?

Environ 6 mm6\text{ mm}, soit 3δ3\delta.
Environ 8 mm8\text{ mm}, soit 4δ4\delta.
Environ 4 mm4\text{ mm}, soit 2δ2\delta.
Environ 2 mm2\text{ mm}, soit δ\delta.

Environ $$6\text{ mm}$$, soit $$3\delta$$.

Explication

La profondeur perceptible est approximativement égale à trois fois la profondeur de pénétration, ce qui donne 6 mm6\text{ mm} ici. La valeur 2 mm2\text{ mm} correspond à δ\delta, pas à la profondeur perceptible estimée.

14. Lorsqu’on choisit les conditions de contrôle par courants de Foucault, quel ensemble de paramètres peut influencer la production des courants ?

La géométrie du défaut et la conductivité, mais ni la perméabilité relative ni la distance sonde-pièce.
La fréquence et les propriétés du matériau, mais ni l’écartement de la sonde ni la géométrie du défaut.
La fréquence, les propriétés électriques et magnétiques, l’écartement sonde-pièce et la géométrie de la pièce et du défaut.
L’écartement de la sonde et la géométrie de la pièce, mais ni la fréquence ni les propriétés du matériau.

La fréquence, les propriétés électriques et magnétiques, l’écartement sonde-pièce et la géométrie de la pièce et du défaut.

Explication

La production des courants de Foucault dépend notamment de la fréquence, de la conductivité, de la perméabilité relative, de la distance sonde-pièce et des géométries concernées. Négliger l’écartement de la sonde ou la géométrie du défaut exclurait des paramètres qui peuvent aussi intervenir.

15. Quelles formes peuvent prendre les sondes utilisées en contrôle par courants de Foucault ?

En forme de crayon, rectangulaires, ultrasonores ou magnétiques.
Cylindriques, en forme de crayon, encerclantes ou internes.
Cylindriques, en forme de cône, vibrantes ou thermiques.
Plates, en forme de disque, articulées ou immergées.

Cylindriques, en forme de crayon, encerclantes ou internes.

Explication

Les formes citées comprennent les sondes cylindriques, en forme de crayon, encerclantes et internes. Les formes de disque ou les sondes ultrasonores ne font pas partie de cette liste de configurations.

16. Pour inspecter la paroi intérieure d’un tube, quel type de sonde convient, et quelle zone contrôle une bobine encerclante ?

Une sonde interne convient à l’intérieur, tandis qu’une bobine encerclante contrôle aussi l’intérieur.
Une bobine encerclante convient à l’extérieur, tandis qu’une sonde interne contrôle aussi l’extérieur.
Une bobine encerclante convient à l’intérieur, tandis qu’une sonde interne contrôle l’extérieur.
Une sonde interne convient à l’intérieur, tandis qu’une bobine encerclante contrôle l’extérieur.

Une sonde interne convient à l’intérieur, tandis qu’une bobine encerclante contrôle l’extérieur.

Explication

La sonde interne contrôle les parois intérieures, alors que la bobine encerclante sert à contrôler les parois extérieures. Confondre ces deux montages revient à inverser leurs zones d’inspection.

17. Quelle différence caractérise un montage absolu par rapport à un montage différentiel ?

Le montage absolu compare deux bobines éloignées, tandis que le différentiel mesure les variations d’une bobine.
Le montage absolu mesure les variations d’impédance d’une bobine, tandis que le différentiel compare généralement deux bobines proches.
Le montage absolu mesure une bobine émettrice, tandis que le différentiel sépare l’émission de la réception.
Le montage absolu compare généralement deux bobines proches, tandis que le différentiel mesure l’impédance d’une bobine.

Le montage absolu mesure les variations d’impédance d’une bobine, tandis que le différentiel compare généralement deux bobines proches.

Explication

Un montage absolu suit les variations d’impédance d’une seule bobine, tandis qu’un montage différentiel compare généralement deux bobines proches. La comparaison de deux bobines correspond donc au montage différentiel, et non au montage absolu.

18. Quel ensemble d’opérations peut être réalisé par contrôle par courants de Foucault ?

Repérer des dégradations thermiques et vérifier des traitements, mais mesurer la masse volumique et la résistance mécanique.
Détecter des fissures et mesurer des épaisseurs, mais établir la composition chimique complète et la dureté de la pièce.
Détecter des fissures et des dégradations thermiques, mesurer des épaisseurs ou la conductivité, et vérifier des traitements thermiques.
Mesurer des revêtements et la conductivité, mais déterminer la température interne et la composition des alliages.

Détecter des fissures et des dégradations thermiques, mesurer des épaisseurs ou la conductivité, et vérifier des traitements thermiques.

Explication

Cette méthode permet notamment de détecter des fissures et des dégradations thermiques, de mesurer des épaisseurs et la conductivité, et de vérifier des traitements thermiques. La détermination complète de la composition chimique ne figure pas parmi ces applications.

19. Une pièce non conductrice doit être inspectée rapidement avec une méthode sensible et automatisable ; quelle limite du contrôle par courants de Foucault est déterminante ?

La méthode convient si le contrôle est rapide, car la vitesse compense l’absence de conductivité.
La méthode convient si l’inspection est automatisée, car l’automatisation remplace la conductivité.
La méthode convient si le capteur est peu coûteux, car le coût étend son emploi aux isolants.
La méthode ne convient pas à cette pièce, car elle s’applique aux matériaux conducteurs.

La méthode ne convient pas à cette pièce, car elle s’applique aux matériaux conducteurs.

Explication

Bien que la méthode soit rapide, sensible, automatisable et associée à des capteurs peu coûteux, elle s’applique aux pièces conductrices. L’automatisation est un avantage pratique, mais elle ne supprime pas cette limite de matériau.

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En quoi consiste le contrôle par courants de Foucault ?

Il crée des courants induits dans un matériau conducteur à l’aide d’un champ magnétique alternatif produit par un solénoïde.

Quels défauts le contrôle par courants de Foucault détecte-t-il principalement ?

Les défauts surfaciques ou légèrement sous-cutanés.

Quelles applications le contrôle par courants de Foucault permet-il pour les matériaux ?

Il permet de trier les matériaux.

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