FANTOM : Une plateforme cobotisée pour optimiser le Contrôle Non Destructif des structures composites

Automatiser le Contrôle Non Destructif pour une inspection plus agile et plus efficace

Dans l’aéronautique, la sécurité est une priorité absolue. Pour garantir l’intégrité des structures en composite, 100 % des pièces sont soumises à des contrôles non destructifs (CND). Cependant, ces opérations sont souvent longues, coûteuses et nécessitent des moyens conséquents.

 

C’est dans ce contexte qu’a été initié le projet FANTOM, mené par l’IRT Jules Verne, en collaboration avec Airbus, Daher, Axiome, le CEA-List et Testia.

Son objectif ? Développer une plateforme cobotisée capable de réaliser des inspections automatisées, flexibles et intégrées aux lignes de production.

 

Une plateforme de contrôle innovante

FANTOM a permis de concevoir une plateforme robotisée et mobile, intégrant plusieurs technologies de contrôle non destructif. Airbus et Daher ont apporté des cas d’usage industriels concrets afin d’orienter le développement vers les besoins réels du secteur aéronautique. Airbus, fort de son expertise dans la conception et la production de structures aéronautiques, a mis en avant l’importance de la flexibilité et de la rapidité dans les processus de contrôle. L’un des enjeux majeurs est d’optimiser les inspections, tout en maintenant les standards de qualité et de sécurité les plus élevés. En explorant l’intégration de l’automatisation au sein des chaînes de production, le projet FANTOM ouvre des perspectives pour des solutions de contrôle plus rapides, mieux intégrées et plus fiables, adaptées aux défis d’une industrie en constante évolution.

 

Daher, en tant que leader dans la fabrication de composants et d’assemblages complexes, a souligné l’importance de l’agilité dans les processus d’inspection. Le projet FANTOM répond à un besoin fondamental dans l’industrie aéronautique : disposer de solutions qui s’adaptent à des géométries complexes tout en offrant une fiabilité accrue des diagnostics.

 

La plateforme robotique, conçue et intégrée par Axiome a donné corps au projet en intégrant les développements du consortium : l’aide du CEA-List a été primordiale pour choisir les sondes US les plus appropriées. L’IRT Jules Verne a piloté la coordination du projet et assuré le développement des stratégies d’automatisation, au travers de la conception d’effecteurs innovants, pour répondre aux besoins de contrôle géométrique, d’inspection ultrasonore, et d’inspection visuelle. Enfin, Testia a apporté son expertise pour la génération des cartographies et la combinaison des données issues de différents flux pour en faciliter l’analyse.

 

Technologies avancées pour un contrôle de haute précision

L’un des atouts majeurs de la plateforme réside dans l’automatisation de la génération de trajectoires des effecteurs ultrasonores, grâce à une cartographie précise de la pièce obtenue via un contrôle géométrique 3D. Ce procédé, assure un positionnement optimal de la sonde en prenant en compte la géométrique réelle de la pièce à inspecter.

 

Le contrôle ultrasonore est réalisé au contact via un effecteur rigide doté d’une membrane flexible remplie d’eau, conçue par Imasonic. Cette technologie limite les quantités de couplant utilisées tout en maximisant les zones inspectables de manière automatique. Elle permet un suivi précis des profils complexes, offrant une meilleure adaptabilité que les effecteurs à compliance mécanique. De plus, elle rend possible l’inspection des contours et bords de pièces, aujourd’hui contrôlés manuellement. La solution de couplage par brumisation d’eau, grâce au faible volume utilisé, permet de s’affranchir des opérations de préparation fastidieuses telles que le masquage/démasquage et le bouchage/débouchage des trous.

 

L’intelligence artificielle au service du CND

Le projet a également permis de développer des effecteurs d’inspection visuelle capables de détecter des défauts tels que des rayures, enfoncements ou écaillages, y compris sur des géométries complexes. L’IRT Jules Verne a développé des modèles de détection entrainés sur des exemples de défauts. Cette approche, basée sur le machine learning permet d’améliorer la fiabilité du contrôle et de réduire le temps d’inspection.

 

Les données provenant de diverses méthodes d’inspection sont centralisées dans le logiciel NDTkit, développé par Testia. Ce logiciel de post-traitement regroupe et combine les informations issues des différents types de contrôle, facilitant ainsi l’analyse globale par les opérateurs.

 

Une intégration fluide dans l’usine du futur

Conçue avec l’objectif d’une intégration aux lignes de production, la plateforme FANTOM s’inscrit dans la vision de la chaîne numérique industrielle. Elle vise à assurer une transmission fluide des données et à offrir aux opérateurs une visualisation en temps réel des inspections réalisées. L’ambition est de permettre à l’opérateur de conserver la responsabilité du contrôle tout en bénéficiant d’une assistance optimisée.

 

Des perspectives industrielles prometteuses

L’adaptabilité de la plateforme FANTOM permet son déploiement dans d’autres secteurs industriels, comme les énergies renouvelables ou le naval. Les technologies développées pourront être ajustées à des besoins industriels spécifiques.

 

Aurélien Lunion, chef de projet FANTOM à l’IRT Jules Verne, partage son ressenti sur cette aventure technologique :

« Le projet FANTOM, en réunissant un consortium d’experts, a permis de lever des verrous techniques et scientifiques majeurs. C’est une satisfaction à titre personnel d’avoir contribué à développer des solutions pertinentes aptes à répondre aux exigences industrielles d’aujourd’hui et de demain. »

 

Nicolas Colin, leader technique du projet et expert en CND à l’IRT Jules Verne, apporte son regard technique :

« Poser un bras robotisé équipé d’effecteurs d’inspection sur une plateforme mobile n’a rien de révolutionnaire. Ce qui fait la valeur du projet FANTOM, c’est la manière dont nous avons réussi à en faire un démonstrateur avancé où robotique et contrôle non destructif s’intègrent pleinement. Ce succès repose sur la collaboration étroite entre les partenaires du projet et, en interne, entre les équipes Contrôle Non Destructif et robotique de l’IRT Jules Verne. C’est justement cette capacité à croiser les expertises qui fait la force de l’IRT et permet d’apporter de la valeur. Grâce à ces avancées, FANTOM ouvre la voie à une nouvelle génération de contrôle non destructif robotisé, répondant aux besoins de l’usine du futur. »

 

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