e-Remora: Tests in-situ automatisés en microscopie

L’institut MAI (Material Ageing Institute) initié en 2008 par EDF R&D et regroupant 31 exploitants nucléaires dans le monde a pour objectif de comprendre, modéliser et prévoir le vieillissement des matériaux utilisés dans les centrales de production d’électricité actuelles et futures.


MAI

L’institut MAI à Moret sur Loing.

Le laboratoire MAI du site des Renardières a fait l’acquisition en juillet 2013, d’une plate-forme micromécanique composée d’un Microscope Electronique à Balayage (MEB), d’un dispositif de sollicitation thermomécanique in situ et de deux systèmes d’analyses en cristallographie par diffraction d’électrons rétrodiffusés EBSD (Electron Back Scattered Diffraction) pour des analyses rapides et en haute résolution.


Cartographie EBSD

Un cliché EBSD.

L’EBSD est une technique non destructrice permettant de dresser des cartographies d’orientations cristallines à l’échelle submicronique afin d’étudier les faibles variations de contraintes locales.

La MAI a retenu le microscope TESCAN MIRA 3, la platine d’essais mécanique MicroMecha et les caméras EBSD HJELEN pour constituer cette plateforme unique et novatrice.


Caméras EBSD

Les deux caméras EBSD HAR et FA équipent la chambre spécifique TESCAN MIRA 3.

La platine d’essais mécanique est pilotable en déplacement et en force à une température d’éprouvette variable de -150 à 300°C. Elle est dotée de capteurs d’allongement, de force et de température.


Courbe de traction

Courbe d’allongement d’un matériau en fonction de la contrainte exercée.

Platine de traction

Platine d’essais mécanique MicroMecha.


L’ensemble de la plateforme doit pouvoir être piloté de manière automatisée sans la présence d’opérateur, les cycles d’essais en fatigue sur matériau pouvant dépasser plusieurs heures.

Cette plateforme permettera de mieux comprendre les mécanismes de vieillissement des matériaux sous sollicitation thermomécanique avec une précision inégalée jusqu’àlors.

NewTec Scientific a été choisie pour réaliser le logiciel de synchronisation de la triple liaison : le MEB TESCAN MIRA 3, la platine d’essais mécaniques MicroMecha et les systèmes d’acquisition des cartographies EBSD NORDIF HJELEN.

En dehors de la gestion du procédé (acquisition en imagerie, pilotage de la contrainte sur échantillon, le logiciel NewTec e-Remora exécute des opérations correctives vers l’instrument afin de garantir la stabilité durant toute l’expérience.

Synoptique des liaisons

Synoptique des liaisons.

L’originalité de la solution repose sur une liaison rapide entre les différents accessoires. Le module Shark-Remote du TESCAN MIRA 3 par exemple permet de piloter l’intégralité du MEB et de collecter l’imagerie en temps réel, et ce, sans addition matérielle supplémentaire.


Boucle générale du pilotage automatisé

Boucle générale du pilotage automatisé.

L’interfaçage de l’ensemble des accessoires en accord avec le fonctionnement du microscope est primordial, le logiciel NewTec e-Remora a été construit en accord avec l’ensemble des fournisseurs de la plate-forme en garantissant le respect du cahier des charges techniques.



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Exemple d'essai de contrainte



Références et Sources

MAI Logo MAI

Adcis Logo ADCIS

MicroMecha Logo MicroMecha

Newtec Logo Newtec

Eloise Logo Eloïse

BLG Logo BLG Productions

Tescan Logo TESCAN

Nordif Logo Jarle HJELEN