Soudage TIG / MIG / MMA

Procédés et Sécurité du Soudage

Module 5 : Qualité, contrôles et défauts

Module 5 : Qualité 25 min de lecture

5.2 Contrôles non destructifs (CND) : VT, PT, MT, RT, UT

Cinq méthodes principales permettent de vérifier la qualité d'une soudure sans la détruire. Chaque technique répond à une famille de défauts et à une géométrie de pièce. Connaître leur champ d'application, leurs limites et la qualification des opérateurs (EN ISO 9712) est la base du métier qualité soudage.

Vue d'ensemble des 5 méthodes CND
VT
Visuel
100 % des cordons
PT
Ressuage
Défauts débouchants
MT
Magnétoscopie
Ferromagnétiques
RT
Radiographie
Défauts internes volumiques
UT
Ultrasons
Défauts plans / fissures
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EN ISO 9712 : qualification et certification des opérateurs CND

La norme EN ISO 9712 (« Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END ») fixe les exigences de compétence des opérateurs CND. Elle remplace l'ancienne EN 473 depuis 2012. Trois niveaux sont définis :

  • Niveau 1 : exécute les contrôles selon des instructions écrites validées par un niveau 2 ou 3. Ne peut ni choisir la méthode ni interpréter les résultats. Formation typique : 40 h de cours + expérience pratique.
  • Niveau 2 : choisit la méthode et la technique, prépare les instructions écrites, exécute les contrôles, interprète et évalue les résultats au regard des critères d'acceptation. C'est le niveau opérationnel minimum pour signer un rapport CND. Formation typique : 80 h + 6 à 18 mois d'expérience.
  • Niveau 3 : sélectionne la méthode pour l'application, rédige les procédures, qualifie les autres opérateurs, donne l'agrément des techniques. Souvent le responsable CND de l'entreprise. Formation typique : 40 h + 12 à 48 mois d'expérience selon méthode.

La certification est délivrée par un organisme de certification accrédité (COFREND en France) après examen théorique et pratique. Validité 5 ans, renouvelable sur dossier (acuité visuelle 1 an, examen complet à 10 ans). Chaque méthode (VT, PT, MT, RT, UT, ET) fait l'objet d'une certification distincte par secteur industriel (soudures, forgés, fonderie, composites, aéronautique, ferroviaire, etc.).

Sur un chantier ou en atelier, le niveau 2 minimum est exigé pour l'interprétation. Un niveau 1 peut acquérir l'image RT mais ne peut pas conclure sur la conformité. Cette traçabilité de compétence est vérifiée lors des audits client et organisme notifié (DESP, NF EN 1090).

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VT — Contrôle visuel (NF EN ISO 17637)

Le contrôle visuel est l'examen de base et systématique de tout cordon de soudure. Réalisé à 100 % avant tout autre CND, il détecte les défauts de surface : caniveaux, surépaisseur, désalignement, projections, amorçages, défauts de raccordement, manque de pénétration apparent en racine si accessible.

Conditions normalisées (NF EN ISO 17637) :

  • Éclairement minimum 500 lux sur la zone, idéalement 1 000 lux pour les surfaces réfléchissantes.
  • Distance d'observation ≤ 600 mm, angle ≥ 30° par rapport à la surface.
  • Acuité visuelle de l'inspecteur contrôlée annuellement (échelle Jaeger 1 à 30 cm, vision des couleurs).
  • Surface propre, exempte de calamine, peinture, projections lâches.

Outillage : réglet, calibre de gorge (jauge soudeur), jauge de caniveaux à crochet, miroir d'inspection pour cordons internes, lampe d'inspection, endoscope ou vidéo-endoscope pour tuyauteries de petit diamètre, drone-caméra pour pièces inaccessibles (réservoirs, charpentes hautes). En contrôle direct (œil sur la pièce) ou en contrôle à distance via caméra calibrée.

Critères d'acceptation : NF EN ISO 5817 (acier/Ni/Ti) ou EN ISO 10042 (aluminium), selon le niveau de qualité requis. Le rapport VT doit comporter : identification de la pièce, repérage du cordon, conditions d'examen, défauts détectés (nature, position, dimensions), interprétation, conclusion conforme/non conforme.

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PT — Ressuage / Penetrant Testing (NF EN ISO 3452)

Le ressuage utilise la capillarité d'un liquide pénétrant pour révéler les défauts débouchants à la surface du métal. Méthode simple, peu coûteuse, applicable à tous les matériaux métalliques non poreux (aciers, inox, alus, cuivre, titane, magnésium) ainsi qu'aux céramiques et plastiques denses. La référence est la NF EN ISO 3452 (parties 1 à 6) et les critères d'acceptation soudage figurent dans la NF EN ISO 23277.

« Le ressuage détecte uniquement les imperfections débouchantes en surface. Il ne fournit aucune information sur la profondeur du défaut. »

— Principe NF EN ISO 3452-1

Cycle opératoire standard (6 étapes) :

  1. Nettoyage préalable de la surface (solvant) — élimination de toute pollution qui boucherait les défauts.
  2. Application du pénétrant (rouge coloré ou fluorescent UV) au pinceau, à l'aérosol ou par trempage.
  3. Temps d'imprégnation : 5 à 30 minutes selon viscosité, température et type de défaut recherché.
  4. Élimination de l'excès par essuyage à sec puis chiffon humide solvant (méthode III) ou rinçage à l'eau (méthode II pour pénétrants émulsifiables).
  5. Application du révélateur (poudre blanche), temps de développement 10 min. Le pénétrant remonte par capillarité inverse hors des défauts et marque le révélateur.
  6. Observation sous lumière blanche (PT coloré) ou UV-A 365 nm (PT fluorescent, plus sensible).

Sensibilité : détection de fissures à partir de 1 µm de largeur. Limites : impossible sur matériaux poreux (fonte grise, frittés), pollutions surfaciques qui faussent le résultat, opération salissante. Coût matériel : 50 € le kit aérosol (PT/Cleaner/Developer).

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MT — Magnétoscopie (NF EN ISO 17638)

La magnétoscopie repose sur la déformation des lignes de champ magnétique au droit d'un défaut. La pièce est aimantée par un courant ou un électroaimant, puis aspergée d'une fine poudre ferromagnétique sèche ou en suspension liquide. Les particules s'accumulent aux discontinuités du flux, dessinant le défaut. Méthode rapide, peu coûteuse, plus sensible que le ressuage pour les fissures fines.

Limitation absolue : uniquement applicable aux matériaux ferromagnétiques (aciers carbone, aciers faiblement alliés, aciers martensitiques, aciers ferritiques). Inutilisable sur inox austénitiques 304/316 non magnétiques, aluminium, cuivre, titane, magnésium — pour ces matériaux, basculer obligatoirement sur ressuage (PT).

Norme spécifique soudures : NF EN ISO 17638, critères d'acceptation soudage : NF EN ISO 23278. Détecte les défauts débouchants et sous-jacents jusqu'à 2 à 3 mm de profondeur selon la technique d'aimantation (longitudinale ou transversale par rapport au cordon — la double aimantation croisée est la règle pour ne manquer aucune orientation de défaut).

Techniques d'aimantation : électrodes à pointes (passage direct de courant), torpille interne (pour pièces creuses), électroaimant portatif en U (le plus courant en atelier — yoke), bobinage longitudinal. Particules : noires (contraste sur peinture blanche fine) ou fluorescentes (lampe UV, sensibilité supérieure). Démagnétisation obligatoire en fin de contrôle pour les pièces magnétisées qui pourraient attirer des copeaux en service.

Avantages : rapide (1-2 min par mètre de cordon), bon marché (≈ 300 € l'électroaimant + consommables), interprétation immédiate, sensibilité jusqu'à 0,1 mm. Limites : matériau, temps de démagnétisation, salissure.

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RT — Radiographie (NF EN ISO 17636)

La radiographie utilise un rayonnement ionisant (rayons X ou gamma) pour produire une image de l'intérieur du cordon sur un détecteur. La NF EN ISO 17636 couvre les techniques film argentique (partie 1) et numériques CR/DR (partie 2). Critères d'acceptation soudage : NF EN ISO 10675.

Trois sources possibles :

  • Rayons X (tube à anode) : 100-450 kV en industriel. Réglable, arrêt instantané, mais encombrement et nécessité d'alimentation électrique. Idéal en atelier.
  • Gamma — Iridium 192 : énergie 300-600 keV, demi-vie 74 jours. Source compacte, utilisable sur site sans électricité. Couvre les épaisseurs 10-90 mm acier.
  • Gamma — Sélénium 75 : énergie ≈ 200 keV, demi-vie 120 jours. Pour épaisseurs fines 5-30 mm acier.
  • Gamma — Cobalt 60 : énergie 1,17 et 1,33 MeV. Pour épaisseurs lourdes 40-200 mm. Plus rare.

La RT détecte excellemment les défauts volumiques internes : porosités (taches noires), inclusions de laitier (taches grises), inclusions de tungstène (taches blanches très denses), manque de pénétration (ligne sombre nette en racine). Limite majeure : la radiographie est peu sensible aux fissures planes orientées perpendiculairement au faisceau — une fissure de 0,2 mm de largeur orientée parallèle au film peut passer inaperçue alors qu'elle est rédhibitoire. Pour ces géométries, basculer sur UT.

Radioprotection — Code du travail L4451-1 et suivants. Activité soumise à autorisation ASN, zonage en zones contrôlée/surveillée selon CIPR (R4451-22). L'opérateur doit détenir le CAMARI (Certificat d'Aptitude à Manipuler les Appareils de Radiologie Industrielle, décret 2018-437). L'établissement désigne une PCR (Personne Compétente en Radioprotection) ou recourt à un OCR (Organisme Compétent en Radioprotection) certifié. Dosimétrie individuelle obligatoire (limite 20 mSv/an corps entier).

Avantage : image archivée, interprétation différée et contradictoire possible. Limite : danger ionisant, coût (1 000-3 000 € le tir), accès au verso de la pièce nécessaire.

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UT — Ultrasons (NF EN ISO 17640) et techniques avancées TOFD / PAUT

Les ultrasons utilisent des ondes mécaniques haute fréquence (0,5 à 15 MHz) émises par une sonde piézoélectrique. Les ondes se propagent dans le métal, sont partiellement réfléchies par les discontinuités, et retournent à la sonde. Le temps de vol et l'amplitude du signal permettent de localiser et dimensionner le défaut. Norme : NF EN ISO 17640, critères d'acceptation : NF EN ISO 11666.

Atouts décisifs :

  • Détecte les défauts internes de toute orientation, y compris les fissures planes que la RT manque.
  • Aucun rayonnement ionisant — opérateur non exposé, pas de zonage radioprotection, pas d'évacuation de zone.
  • Résultat immédiat, contrôle en cours de fabrication possible.
  • Accès par une seule face de la pièce.
  • Dimensionnement précis du défaut (longueur, profondeur, hauteur).

Limites : opérateur de niveau 2 minimum obligatoire pour interprétation (la lecture est plus complexe qu'en RT), couplant nécessaire entre sonde et pièce (gel, eau), zones mortes près de la surface, atténuation forte sur austénitiques épais et fontes (gros grains).

Deux techniques avancées dominent le contrôle de cordons modernes :

  • TOFD (Time of Flight Diffraction) — NF EN ISO 10863 : 2 sondes en émission-réception, mesure du temps de vol des ondes diffractées par les pointes du défaut. Donne la hauteur réelle, très répétable, idéal pour suivi en service (épaisseurs 6-300 mm). Norme d'acceptation soudage : NF EN ISO 15626.
  • PAUT (Phased Array Ultrasonic Testing) — NF EN ISO 13588 : sonde multi-éléments avec déphasage électronique pilotant l'angle et la focalisation du faisceau en temps réel. Cartographie sectorielle (S-scan), 3D du cordon, traçabilité numérique complète. Remplace progressivement la RT dans les industries nucléaire, pétrolière et chimique. Norme d'acceptation : NF EN ISO 19285.

Sur les codes ASME V Article 4 ou ASME Section VIII, le PAUT est désormais accepté en substitution complète de la RT depuis l'addendum 2017, ce qui supprime le risque radiologique sur chantier. Coût équipement PAUT : 25 000 à 80 000 € selon nombre d'éléments.

Matrice méthode CND × type de défaut
Type de défaut VT PT MT RT UT
Caniveau, surépaisseur, désalignement✓✓✓
Fissure débouchante (tous métaux)~✓✓✓✓✓✓ (fer)~✓✓
Fissure interne plane~ (≤3 mm)~ (orient.)✓✓✓
Porosité interne, inclusions✓✓✓✓✓
Manque de pénétration en racine~ (si accès)✓✓✓✓✓✓
Manque de fusion latéral~✓✓✓
Inox austénitique 304/316✓✓✓✓✓✓✗ (non magn.)✓✓~ (atténu.)

✓✓✓ excellent · ✓✓ bon · ~ limité ou contextuel · ✗ inapplicable

À retenir
  • Qualification opérateur : EN ISO 9712, niveaux 1/2/3, certification COFREND validité 5 ans. Niveau 2 minimum pour signer un rapport.
  • VT (NF EN ISO 17637) = 100 % des cordons, 500 lux mini, défauts de surface.
  • PT ressuage (NF EN ISO 3452) = défauts débouchants tous métaux non poreux. MT magnétoscopie (NF EN ISO 17638) = ferromagnétiques uniquement, jusqu'à 3 mm de profondeur.
  • RT radiographie (NF EN ISO 17636) = défauts volumiques internes (porosités, inclusions) mais peu sensible aux fissures planes parallèles au film. CAMARI + PCR obligatoires (L4451-1).
  • UT ultrasons (NF EN ISO 17640) = défauts plans, fissures, manque de fusion. Pas de rayonnement. TOFD / PAUT remplacent la RT sur codes ASME et nucléaire.
  • Choix méthode = type de défaut recherché × matériau × géométrie × accessibilité. La RT et l'UT sont complémentaires, pas concurrentes.
Sommaire de la formation