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Contrôle non destructif
Courant de Foucault
Principe physique de la méthode :
Ces principes reposent sur les phénomènes d'induction électromagnétique.
On sait que lorsqu'une bobine parcourue par un courant alternatif est approchée
d'une pièce métallique, des courants électriques variables, appelés courants de Foucault
apparaissent dans le matériau de cette pièce au voisinage de sa surface. Ce phénomène
peut encore s'énoncer de la façon suivante : « Dans chaque élément de volume d'un
conducteur de forme quelconque placé dans un champ magnétique variable, des forces
électromotrices d'induction élémentaires « e » prennent naissance et se traduisent par des
courants dans le matériau » ( figure 18 ).

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Le sens dans lequel ces courants circulent est toujours conforme à la loi de Lenz qui
s'énonce : « La force électromotrice d'induction « e » qui apparaît dans un matériau sous
l'effet d'un champ magnétique variable a toujours un sens tel qu'elle tend à s'opposer à la
variation de flux magnétique qui l'a produite » ce qui s'écrit :
expression dans laquelle dF est la variation de flux magnétique qui se produit
pendant un temps dt. « e » s'exprime en volt.
Si l'on considère le schéma de la figure 19 une tension alternative « u » est
appliquée aux bornes de la bobine créant ainsi un courant alternatif d'intensité « i » dans
celle-ci.
Or une bobine allongée ( ou solénoïde ) parcourue par un courant crée un champ
magnétique « H » dont les lignes de force sont, à l'intérieur de cette bobine, parallèles à
son axe longitudinal.
Lorsque l'on place cette bobine au voisinage d'un matériau métallique, donc
conducteur de l'électricité, il apparaît dans ce dernier des forces électromotrices d'induction
élémentaires « e » sous l'effet des variations du champ « H » de la bobine.
Ces courants dits « courants de Foucault » sont contenus dans des plans parallèles
à la surface du matériau et leur sens de circulation est tel que le champ HF qu'ils produisent
est parallèle mais de sens contraire au champ inducteur H. Ces deux champs sont donc en
totale opposition.
Le même phénomène serait observé dans le cas d'un tube ou d'un rond encerclé par
une bobine parcourue par un courant alternatif. On notera dans ce cas que les trajectoires

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circulaires des courants de Foucault induits sont contenues dans des plans
perpendiculaires à l'axe du tube ou du rond.
Enfin, une bobine se déplaçant à l'intérieur de ce tube induirait dans celui-ci des
courants identiques.
Ce sont ces courants de Foucault qui exercent, selon leur intensité ou leur répartition
dans le matériau, une influence sur la bobine inductrice en modifiant son impédance. La
mesure des variations d'impédance permet ainsi la détection des défauts qui affectent les
trajectoires naturelles des courants de Foucault.
Lorsqu'un conducteur parcouru par un courant alternatif d'intensité « i » comporte
plusieurs spires et prend ainsi la forme d'une bobine, on ne peut plus en effet parler de
résistance de ce conducteur mais d'impédance.
La tension aux bornes de cette bobine est donnée par l'expression ( loi d'Ohm ).
u = Z.i
dans laquelle Z est l'impédance de la bobine. Cette impédance est composée de deux
termes, l'un purement résistif R et l'autre appelé réactance inductive X telle que X = Lw où L
inductance de la bobine et w la pulsation du courant dans cette dernière w = 2.p.f, f étant la
fréquence du courant. L'impédance a pour expression :
et sa représentation vectorielle est consignée sur la figure 20a. On voit que la réactance Lw
est déphasée de par rapport à la résistance.

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Dans ces conditions si l'on multiplie les deux termes par la valeur instantanée du
courant « i », on constate ( figure 20b ) que la tension résultante « u » aux bornes de la
bobine est la somme vectorielle des deux composantes, l’une résistive « vR » et l'autre
réactive « vX ».
Par ailleurs il existe un déphasage « j » entre la tension résultante « u » et l'intensité
du courant « i », tel que .
La figure 21 rend compte de ce déphasage retard du courant par rapport à la tension
dans ce bobinage.

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La présence de courants de Foucault dans une pièce située au voisinage de la
bobine entraînera une modification des composantes résistive « R » et réactive « Lw » de
l'impédance « Z » et de la phase « j » donc, en définitive de la tension U aux bornes de
cette bobine.
La figure 22 est la représentation vectorielle dans un plan dit « plan d'impédance »
de l’impédance Z0 de la bobine considérée seule ( figure 22a ) puis lorsqu'elle est située au
voisinage d'une pièce métallique saine ( figure 22 )
Si le point P0 correspond à l'extrémité du vecteur impédance Z0, ce point vient en
P1 pour le vecteur impédance Z1.
Par conséquent tout changement de l'impédance apparente de la bobine
s'accompagne d'une modification du module ( longueur du vecteur ) et de la phase j du
vecteur impédance.
Toute variation des propriétés physico-chimiques ou des caractéristiques
dimensionnelles d'une pièce située au voisinage d'une bobine entraînera une modification
de la position de ce point P1.