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Analyse de defaillance: méthode de diagnostic

Un processus méthodique pour un diagnostic efficace

L’analyse de défaillance a pour objectif de révéler les causes d’une rupture, d’une usure prématurée, d’une corrosion… afin de permettre la mise en place d’actions correctives et préventives pour éviter la réapparition du problème.

Pour une bonne compréhension du phénomène, l’analyse commence par une étude globale de la problématique et de son contexte d’apparition. Des examens de plus en plus précis sont ensuite réalisés pour mettre en évidence la (ou les) origine(s) de la défaillance. Les causes, associées au contexte, permettront de préconiser des solutions correctives et préventives.

La méthodologie de diagnostic est applicable à tous types de dégradations:
– Les ruptures
– Les dégradations de surface comme la corrosion,
– L’usure,
– Les difficultés de mise en forme ou d’assemblage.
– Etc…

Le cas des ruptures : Un livre ouvert sur l’origine des défaillances

Les faciès de rupture sont de véritables diagrammes des sollicitations à l’origine de la casse. Leur compréhension permet de mieux concevoir, fabriquer et utiliser les pièces et ensembles métalliques.

Une méthodologie éprouvée et reconnue pour analyser les défaillances:

1- L’analyse de défaillance d’une rupture débute toujours par une enquête minutieuse sur les conditions de la défaillance (en service, en test, en cours de fabrication, lors du contrôle, etc.) et sur sa fréquence d’apparition (cas isolé ou épidémie). Le recueil de toutes les informations possibles sur l’élément défaillant (plans, certificat matière, gammes de fabrication, de traitement, de montage, de contrôle) sera utile. Plus les données sont précises, plus les hypothèses et conclusions sont pertinentes.

2- La défaillance est ensuite exploitée visuellement. L’analyse morphologique a pour objectif d’observer, à l’œil nu et à la loupe, les dégradations de surface et/ou le faciès (forme et relief d’une cassure). L’observation permet de classer la défaillance, de définir le mode de sollicitation et de remonter à l’amorçage. Les conclusions de cette étude orientent les examens complémentaires à effectuer.

3- Les investigations supplémentaires apportent des précisions sur les causes d’amorçage, les modes de décohésions (ductile, fragile, inter-granulaire, fatigue) et la qualité des matériaux. Les examens micrographiques de la structure métallurgique, l’observation au microscope électronique à balayage (MEB), les essais de dureté, de traction, de résilience, les analyses chimiques, etc… font partie des moyens couramment utilisés.

4- La mise en évidence du mode de rupture permet de déterminer le type de la sollicitation principale et les conditions réelles de fonctionnement, pas toujours prévues au cahier des charges.

5- L’aspect des ruptures renseigne également sur les caractéristiques intrinsèques du matériau : ductile ou fragile. La présence d’une déformation oriente le constat vers le caractère ductile du matériau, alors l’absence de déformation plastique traduit plutôt une rupture fragile.

Précisions sur les sollicitations:

Les quatre types de sollicitations principales sont la traction, la compression, la torsion et la flexion. Elles peuvent se combiner et sont de nature statique ou dynamique (fatigue).

La sollicitation statique est caractérisée par sa constance par rapport au facteur temps (par exemple, le poids du cycliste sur son vélo à l’arrêt).
La sollicitation dynamique varie en fonction du temps (choc, cyclage, vibrations, etc). Par exemple, pour le vélo (VTT), en usage tout terrain l’effort devient dynamique (cyclage aléatoire) et sollicite les composants en fatigue.

En sollicitation statique, la rupture est dite brutale alors qu’en dynamique, elle est dite « de fatigue» et se développe progressivement. Ce mode de rupture, historiquement dénommée rupture sournoise, est le plus courant en mécanique.

Des spécialistes pour vous accompagner

Le CETIM CERTEC a développé une expertise éprouvée basée sur l’exploitation de milliers de cas étudiés et de résultats d’essais en laboratoire (essais de traction, de flexion, de résilience, de fatigue) pour interpréter les empreintes laissées dans le métal par les ruptures. Ce retour d’expérience et cette capitalisation des connaissances lui a permis de mettre en place une méthodologie éprouvée et reconnue. Son équipe de métallurgistes est là pour vous répondre et vous former.

 

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