Issu de la collaboration d'ARDPI avec le laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, NanoSense Lab a développé le système de mesure Stelio. Celui-ci permet une inspection sans contact de la matière métallique en surface et en subsurface, en assurant une résolution spatiale micrométrique.

ARDPI est une société spécialisée dans la conception et la fabrication de dispositifs de mesure et de contrôle de haute précision, destinés à des applications industrielles et scientifiques. De son côté, le laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) développe de nouvelles fonctionnalités en optique et pour les matériaux du futur, à destination d'applications dans l'industrie, le médical et les télécommunications.

En 2015, les deux entités ont décidé d'unir leurs forces pour créer un "groupement d'intérêt scientifique" baptisé NanoSense Lab. Sa vocation : développer des solutions innovantes de contrôle non destructif en combinant l'expertise technique d'ARDPI en ingénierie et en instrumentation avec les avancées scientifiques de l'ICB dans les domaines de la nanotechnologie et de la science des matériaux.

C'est ainsi que NanoSense Lab a pu développer Stelio, un système de mesure basé sur la microscopie micro-ondes à sonde locale (SMM pour Scanning Microwave Microscopy). Cette solution innovante permet une inspection sans contact de la matière en surface et subsurface tout en offrant une résolution spatiale micrométrique et des seuils de détection adaptés au suivi d’évolution des champs de contraintes.

Prévoir les dégradations

Stelio est capable de déterminer directement, lors de l'inspection, les profils de contraintes résiduelles dans les matériaux. Cela rend possibles l'identification et la détection précoce d'affaiblissements au sein des structures, tels que l'oxydation ou la corrosion, susceptible d'entraîner des défaillances prématurées.

On comprend que la détection de ces défauts, dès les premières étapes de production, offre la possibilité d'améliorer la fiabilité des produits et de réduire les coûts de réparations.

Jusque là, il n'existait pas, selon ARDPI, de méthode de contrôle non destructif permettant d’anticiper ce type de défauts invisibles.

De nombreuses applications potentielles dans le secteur médical

Dans le domaine médical, avoir un moyen de mesurer la répartition de contraintes résiduelles devrait être particulièrement utile pour contrôler des pièces métalliques, comme :

• des implants orthopédiques pour lesquels une répartition optimisée des contraintes augmente la résistance aux fissures et à l'usure ;
• des couronnes, bridges et autres prothèses dentaires, qui peuvent bénéficier d'une optimisation des contraintes pour garantir leur stabilité, leur durabilité, et leur adaptation aux forces de mastication,
• des plaques, vis et broches destinées à la fixation osseuse, pour lesquelles le contrôle des contraintes résiduelles assure une meilleure intégrité structurelle, réduisant ainsi le risque de défaillance mécanique ou de microfissures ;
• des stents utilisés en cardiologie, pour lesquels la répartition des contraintes résiduelles peut influer sur la flexibilité, la résistance à la fatigue, et la biocompatibilité, réduisant ainsi les complications telles que les ruptures ou l'inflammation.

« Nous avons déjà eu l’occasion de réaliser des mesures pour l’industrie médicale, notamment sur le contrôle qualité d'aiguilles de seringues », précise Brice de Fronseca, Ingénieur R&D NanoSense Lab. « Il s'agissait de contrôler la répartition de contraintes résiduelles dans les aiguilles afin de vérifier leur tenue et solidité ».

Une version stationnaire et une autre transportable

NanoSense Lab a mis au point deux solutions, Stelio Core et Stelio Compact, disponibles à la vente sur consultation du cahier des charges client.

Stelio Core est un équipement de mesure stationnaire automatisé permettant d’inspecter des pièces métalliques de tailles variables avec la possibilité de personnaliser les axes de déplacement selon le besoin, afin d’analyser des échantillons de dimensions maximum de 130x130x40 mm (LxPxH).

Stelio Compact est une version transportable semi-automatisée qui permet d’inspecter des échantillons de petite taille (30x30x20 mm au maximum).

ardpi.com