L’utilisation de capteurs capacitifs : une avenue prometteuse pour détecter la corrosion dans les conduites

Des chercheurs du CNRC étudient présentement l’utilisation de capteurs capacitifs pour déterminer l’étendue de la corrosion dans des conduites métalliques.

La corrosion est la principale cause de détérioration des conduites métalliques souterraines; elle prend généralement la forme de piqûres de corrosion localisées. Il est nécessaire de détecter et de quantifier ces piqûres de corrosion pour connaître l’état des conduites et prédire leur durée de vie en service restante. La technologie d’imagerie faisant appel à des capteurs capacitifs fournit un moyen économique et efficace pour acquérir cette information dans les conditions parfois difficiles que l’on retrouve sur le terrain.

Cette technique sans contact et non invasive a été utilisée par des chercheurs de l’Université de Warwick, au R. U., pour l’inspection non destructive d’objets fabriqués de matériaux variés. Une paire d’électrodes capacitives est utilisée pour produire un champ électrostatique à l’intérieur d’un objet. Le type de matériau et la géométrie de l’objet déterminent ses propriétés diélectriques qui, à leur tour, influencent le champ électrostatique. Des changements dans les propriétés des matériaux en raison de leur détérioration, de même que la présence de défauts et de fissures, peuvent être détectés simplement en déplaçant les électrodes à la surface de l’objet. La profondeur de pénétration du champ électrostatique dans le matériau est fonction des propriétés diélectriques du matériau, de la forme du capteur, ainsi que de la configuration (figure 1) et de la fréquence du champ électrique appliqué.

Lors d’expériences en laboratoire, les chercheurs du CNRC ont utilisé des capteurs capacitifs pour détecter des piqûres de corrosion sur une section décapée au jet de sable d’une conduite en fonte ductile. La conduite était fortement corrodée dans la section indiquée par la flèche (figure 2). Aux fins de comparaison, les chercheurs ont aussi examiné la même conduite à l’aide d’un scanneur laser. La corrosion de la conduite a été détectée par les deux capteurs, tel qu’illustré à la figure 3, dans la même la zone indiquée par la flèche. Sur les deux images, on peut voir que le scanneur laser permet d’obtenir des images très détaillées, de meilleure qualité que celles obtenues par le capteur capacitif. Toutefois, le scanneur laser n’est pas pratique pour une utilisation sur le terrain en raison de sa taille et parce que l’on doit déterrer la conduite pour procéder à l’analyse.

Comme la technologie d’imagerie au moyen de capteurs capacitifs peut être facilement utilisée sur le terrain, les chercheurs travaillent actuellement à améliorer son efficacité. La prochaine phase des travaux portera donc sur l’amélioration de la conception du capteur, l’identification des paramètres opérationnels optimaux, et l’automatisation du traitement des signaux afin de permettre de détecter et de quantifier rapidement in situ la corrosion par piqûres des conduites souterraines, sans qu’il soit nécessaire de les nettoyer et de les décaper préalablement au jet de sable.

Les applications de cette technologie ne se limitent pas aux conduites métalliques. Si, lors de l’analyse d’objets métalliques, seuls les défauts à la surface sont susceptibles d’être détectés, dans le cas d’objets non métalliques, cette technique permet de détecter également les défauts situés sous la surface.

Les études menées au CNRC visent à perfectionner une technologie qui pourrait aider les municipalités à obtenir des informations essentielles pour la gestion et l’entretien de leurs conduites d’eau.