Caracrérisation 3D de fissures par tomographie X

Un enjeu fondamental pour la fiabilité et la durabilité de vos matériaux

Avec la tomographie à rayons X et nos propres outils de segmentation assistée par IA, nous livrons une analyse 3D non-destructive, pour détecter, visualiser et quantifier les fissures internes, du micron au centimètre, et suivre leur évolution en conditions réelles.

Microfissures, criques, fissures de fatigue, de retrait ou de séchage…

La présence et l’évolution des fissures conditionnent la résistance mécanique, la durée de vie et fonctionnalité ou la sécurité de vos produits.

Non maîtrisées, elles peuvent initier des ruptures prématurées, réduire la tenue en fatigue, ou compromettre l’intégrité d’une pièce.

coupe virtuelle en tomographie révélant des fissures dans une pièce métallique

Paramètres clés pour la caractérisation 3D de fissures

Dimensions : proportion du volume affecté, extension globale et locale

Géométrie des fissures : longueur, ouverture, hauteur, élancement, orientation

Localisation : position des fissures dans la pièce, proximité d’inclusions ou d’interfaces

Connectivité et propagation : réseau fissuré, ramification, coalescence, tortuosité

Évolution dynamique : suivi in situ de la propagation des fissures sous contraintes mécaniques (traction, compression, fatigue), thermiques ou environnementales

Nos prestations d'analyse 3D de fissures par tomographie X

Fabrication additive – métaux et polymères imprimés 3D

  • Détection des microfissures liées aux gradients thermiques et aux contraintes résiduelles
  • Cartographie 3D des criques internes pour optimiser les paramètres de fabrication.
  • Suivi de l’amorçage et de la propagation en fatigue

 

Métallurgie, fonderie et traitement thermique

  • Analyse des fissures de solidification et de retrait
  • Détection de criques de fatigue et fissures intergranulaires
  • Évaluation de l’impact des traitements thermiques

 

Soudage, brasage et assemblages

  • Inspection des cordons pour fissures interfaciales ou à chaud
  • Mesure de l’ouverture et de la connectivité des fissures

 

Matériaux composites – fibres + matrices polymères ou céramiques

  • Détection et suivi des fissures matricielles et interlaminaires
  • Analyse des décohésions fibre/matrice et des fissures de délaminage
  • Analyse de défaillance

 

Céramiques, verres et matériaux réfractaires

  • Détection de microfissures de séchage ou de cuisson
  • Analyse de la propagation fragile en conditions mécaniques ou thermiques

 

Polymères et élastomères

  • Détection des fissures de fatigue ou de retrait
  • Suivi des mécanismes de craquelure et d’initiation de rupture

 

Géomatériaux et échantillons naturels

  • Analyse des réseaux de fissuration dans les roches pour études pétrolières, géothermiques ou hydrogéologiques
  • Suivi de la propagation des fissures sous cycles thermiques ou hydriques
  • Étude de la microfissuration dans le bois et autres matériaux organiques

 

Matériaux biomédicaux et tissus 

  • Détection des microfissures dans les biomatériaux implantables (scaffolds, hydrogels renforcés, composites bio-sourcés)
  • Suivi du remodelage et des endommagements dans les tissus collagéniques soumis à contrainte
  • Évaluation de la durabilité des dispositifs médicaux (valves, prothèses, patchs)

 

Pharma – formes solides 

  • Détection des microfissures de compression, de séchage ou de manutention
  • Visualisation 3D des fissures dans les films protecteurs ou enrobages
  • Suivi in situ de l’apparition et de la propagation de fissures sous contraintes mécaniques ou hydriques

Exemples d'analyses par microtomographie

Inclusions au sein de superalliages

Inclusions au sein de superalliages

Afin d’étudier la rupture de pièces critiques comme peuvent…

Détection de fissures internes

Détection de fissures internes

La microtomographie permet de détecter et caractériser en 3D…

Nos techniques de tomographie X et d'analyses d'images 3D

Pour la mesure sur des échantillons de R&D comme sur des produits finis:

Pour des rendus visuels et des résultats quantitatifs adaptés à vos besoins : 

  • Visualisations 3D  : inspection 3D du taux de fibres dans des pièces jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres
  • Analyse d’images 3D : résultats quantitatifs 3D sur l’orientation, la fractino volumique, les longueurs, nombres de contacts…
  • Analyse d’images assistée par IA spécifique : résultats précis même sur des matériaux complexes
  • Automatisation et reproductibilité du traitement d’images, logiciel sur-mesure
  • Montage de films et animations 3D : pour des présentations claires et convaincantes
  •  

Les avantages NOVITOM

Expertise reconnue

Plus de 20 ans d’expérience en tomographie avancée et interprétation de résultats complexes

Analyses de qualité

Des données quantitatives précises, inspections non destructives et multi-échelle adaptée à votre application

Réactivité et sur-mesure

Solutions adaptées à vos contraintes, rapports détaillés et visuels 3D pour faciliter la prise de décision

Pourquoi choisir la micro-CT pour l’analyse de fissures et craquelures?

Pourquoi utiliser la micro-CT plutôt qu’une observation en surface ?

La micro-CT permet d’observer les fissures en 3D et sans détruire l’échantillon, y compris lorsqu’elles sont internes ou difficilement accessibles. Contrairement à une observation de surface ou à une analyse sur coupe, elle permet de visualiser le réseau de fissuration dans son ensemble et de localiser les zones endommagées dans le volume de la pièce. Cette approche est particulièrement pertinente pour les microfissures, fissures de fatigue, fissures de retrait ou craquelures qui ne sont pas nécessairement visibles en surface.

Quelles informations peut-on mesurer sur les fissures ?

Au-delà de leur simple détection, la micro-CT permet de caractériser quantitativement leur géométrie et leur organisation en 3D : longueur, ouverture, extension, orientation, volume affecté, localisation ou encore tortuosité. Il est également possible d’étudier la connectivité du réseau fissuré, ses ramifications et les phénomènes de coalescence. Ces données permettent de mieux comprendre les mécanismes d’endommagement et d’identifier les caractéristiques susceptibles d’influencer la tenue mécanique ou la durée de vie du matériau.

La micro-CT permet-elle de détecter des microfissures ?

Oui, la résolution peut être adaptée à la taille des défauts recherchés et aux dimensions de l’échantillon. La tomographie multi-échelle permet ainsi de passer de l’analyse de pièces ou volumes relativement importants à l’observation de microstructures beaucoup plus fines. Selon le matériau, la géométrie de la pièce et la taille des fissures, Novitom sélectionne la modalité de tomographie la plus pertinente, jusqu’à la microtomographie ou à la nanotomographie synchrotron pour les besoins de très haute résolution.

Peut-on suivre la propagation des fissures sous contrainte ?

Oui. La micro-CT peut être associée à des essais in situ, par exemple en traction/compression, afin d’observer l’évolution de l’endommagement au cours de l’essai. Il devient alors possible de suivre l’initiation des fissures, leur propagation, leur ramification et leur éventuelle coalescence, et de relier ces phénomènes aux conditions de sollicitation. Des essais sous contraintes thermiques ou environnementales peuvent également être envisagés selon l’application.

Comment exploiter les résultats au-delà de la simple visualisation ?

Les données tomographiques peuvent être transformées en indicateurs quantitatifs et en modèles 3D exploitables : cartographie des fissures, mesures géométriques, analyse de connectivité ou évolution de l’endommagement. Ces résultats peuvent ensuite être corrélés à des essais mécaniques, utilisés pour alimenter des simulations numériques ou contribuer à l’analyse de défaillance et à l’évaluation de la durabilité. La segmentation et l’analyse d’images 3D, notamment avec des outils assistés par IA, permettent également d’automatiser et de rendre plus reproductible la caractérisation des réseaux de fissures.