ISO 23865:2021

NORME ISO
INTERNATIONALE 23865
Première édition
2021-01
Essais non destructifs — Contrôle par
ultrasons — Utilisation générale de
l’acquisition de la matrice intégrale/
technique de focalisation en tous
points (FMC/FTP) et de techniques
associées
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General use of full
matrix capture/total focusing technique (FMC/TFM) and related
technologies
Numéro de référence
ISO 23865:2021(F)
©
ISO 2021

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ISO 23865:2021(F)

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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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ISO 23865:2021(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe de la technique . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Comparaison entre les techniques FMC/FTP et PAUT . 4
5 Exigences relatives à l’état de surface et au couplant . 5
6 Informations exigées avant le contrôle . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Éléments à définir avant l’élaboration du mode opératoire . 5
7 Exigences relatives au personnel réalisant le contrôle . 6
8 Exigences relatives à l’appareillage de contrôle. 6
8.1 Généralités . 6
8.2 Appareillage. 6
8.3 Traducteurs . 7
8.4 Mécanismes de balayage . 7
8.5 Fréquence d’échantillonnage. 8
8.6 Traitement des données . 8
8.7 Évaluation des indications FTP . 8
9 Avantages des différents modes de reconstruction . 9
10 Préparation avant contrôle .10
10.1 Généralités .10
10.2 Vérification du système .10
10.3 Correction de la sensibilité .10
10.4 Réglage de la sensibilité .11
10.5 Vérification du maillage .11
10.6 Préparation des surfaces à balayer.12
10.7 Couplant .12
11 Mode opératoire de contrôle .12
12 Conservation des données .13
13 Interprétation et analyse des images FTP.13
13.1 Généralités .13
13.2 Évaluation de la qualité des images FTP .14
13.3 Identification des indications FTP pertinentes .14
14 Rapport de contrôle .14
15 Influences typiques et mécanismes de compensation .15
Annexe A (informative) Comparaison de la technique FMC/FTP avec le contrôle par
ultrasons multiéléments (PAUT) conventionnel .16
Annexe B (informative) Technique FMC/FTP et autres techniques d’acquisition et d’imagerie .20
Annexe C (informative) Vérification de la configuration FMC/FTP, de la ROI et du maillage .24
Annexe D (informative) Réglages recommandés et exemples d’images FMC/FTP .28
Bibliographie .45
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ISO 23865:2021(F)

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso. org/d irectives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www. iso. org/br evets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www. iso. org/avant -propos .
Le présent document a été élaboré par l’IIW, Institut international de la soudure, Commission V, NDT and
Quality Assurance of Welded Products (Essais non destructifs et assurance qualité des produits soudés).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www. iso. org/m embers. html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 23865:2021(F)
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons —
Utilisation générale de l’acquisition de la matrice
intégrale/technique de focalisation en tous points (FMC/
FTP) et de techniques associées
IMPORTANT — Le fichier électronique du présent document contient des couleurs qui sont
considérées comme utiles pour la bonne compréhension du document. Il convient donc
d’envisager d’imprimer ce document à l’aide d’une imprimante couleur.
1 Domaine d’application
Le présent document fournit des dispositions générales pour l’application de contrôle par ultrasons en
réseaux avec des techniques FMC/FTP et des technologies associées. Il est destiné à favoriser l’adoption
de bonnes pratiques soit au stade de la fabrication, soit pour les contrôles en service d’installations
existantes ou lors de réparations.
Quelques exemples d’applications considérées dans le présent document traitent de la caractérisation
et du dimensionnement dans l’évaluation des endommagements.
Les matériaux considérés sont les aciers au carbone faiblement alliés et les alliages courants d’aluminium
et de titane de qualité aérospatiale, à condition qu’ils soient homogènes et isotropes, mais certaines
recommandations sont données pour d’autres matériaux (par exemple les aciers austénitiques).
Le présent document ne contient pas les niveaux d’acceptation relatifs aux discontinuités.
Pour l’application des techniques FMC/FTP aux contrôles des assemblages soudés, voir l’ISO 23864.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 16810, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Principes généraux
ISO 18563-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils
ISO 18563-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 2: Traducteurs
ISO 23243, Essais non destructifs — Contrôle à l’aide de réseaux ultrasonores — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 5577, l’ISO 23243 ainsi que les
suivants, s’appliquent.
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L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
3.1
acquisition de la matrice intégrale/technique de focalisation en tous points
FMC/FTP
assemblage d’une stratégie d’acquisition de données et d’un système d’imagerie, dans lequel la stratégie
d’acquisition se caractérise par une acquisition de la matrice intégrale et le système d’imagerie se
caractérise par une technique de focalisation en tous points; la stratégie d’acquisition de données et
d’imagerie peut être exécutée avec plusieurs technologies similaires
Note 1 à l'article: La technique FTP est souvent appelée «méthode de focalisation en tous points» mais, dans le
présent document, le terme «méthode» n’est pas utilisé car dans le cadre des essais non destructifs il est réservé
à l’application d’un principe physique (voir l’ISO 9712).
3.2
configuration FMC/FTP
configuration des traducteurs définie par les caractéristiques des traducteurs (par exemple fréquence,
taille des éléments des traducteurs, type d’onde), position des traducteurs et nombre de traducteurs
Note 1 à l'article: Sauf indication contraire, dans le présent document «FTP» et «FMC» font référence aux
techniques telles que définies dans l’ISO 23243, et à toutes les technologies associées; voir par exemple l’Annexe B
et l’ISO 23243.
4 Principe de la technique
4.1 Généralités
La technique FMC/FTP et le contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT) utilisent tous deux un
traducteur multiéléments où chaque élément du réseau est indépendant des autres. Les caractéristiques
physiques liées à la propagation des ondes provenant des éléments du réseau régissent les capacités des
deux techniques de la même manière. Dans la technique PAUT normalisée, selon l’ISO 13588, l’ouverture
active est utilisée pour générer des faisceaux ultrasonores pour le contrôle.
En comparaison, l’approche de la technique FMC/FTP utilise généralement l’ensemble du réseau afin
d’obtenir la meilleure performance d’imagerie focalisée possible, car pour une focalisation efficace, il
convient que le volume à contrôler se situe dans la zone du champ proche du réseau. En effet, ainsi
la performance est maximisée par l’utilisation de l’ensemble du réseau. Avec la technique PAUT, les
faisceaux peuvent également être «focalisés» de la même manière qu’avec la technique FMC/FTP en
utilisant de grandes ouvertures ou l’ensemble du réseau pour créer des faisceaux qui concentrent la
pression acoustique sur des points spécifiques, en s’assurant que ces points focaux sont dans la zone du
champ proche de l’ouverture.
Plusieurs modes de reconstruction décrits dans le Tableau 1 peuvent être utilisés.
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ISO 23865:2021(F)

Tableau 1 — Description des modes de reconstruction
Mode de reconstruction Exemples Description
T-T trajet direct de l’émetteur, trajet direct
du récepteur
L-L
T-TT, TT-T trajet direct de l’émetteur, trajet indirect
du récepteur
LL-L, L-LL
ou
LT-T, T-TL
trajet indirect de l’émetteur, trajet
TT-L, L-TT
direct du récepteur
OU
TT-TT trajet indirect de l’émetteur, trajet
indirect du récepteur
LL-LL
TL-LT
L-L trajet direct de l’émetteur, trajet direct
du récepteur
T-T
(en utilisant des réseaux séparés avec
une distance connue)
TT-TT trajet indirect de l’émetteur, trajet
indirect du récepteur
LL-LL
(en utilisant des réseaux séparés avec
TL-LT
une distance connue)
NOTE 1  Toutes les figures sont schématiques, elles ne sont pas à l’échelle. En vertu du principe de réciprocité, l’émetteur
et le récepteur peuvent être permutés, ce qui signifie que la totalité du trajet peut être suivie en sens inverse. Le sens des
flèches des trajets représentés dans ce tableau est arbitraire. Les dessins ont pour but d’illustrer les hypothèses faites sur
le mode de reconstruction pour le calcul de l’image et n’impliquent pas la formation du faisceau ou la focalisation des ondes
ultrasonores.
NOTE 2  L’utilisation de modes de reconstruction indirects, en particulier ceux qui visent à produire une image
représentative de la forme des réflecteurs, exige une évaluation précise des propriétés physiques réelles des composants,
telles que la vitesse des ondes ultrasonores, l’épaisseur des parois ou l’existence de surfaces non planes. Cela peut être
compensé en post-traitement, ou en utilisant un algorithme d’imagerie adaptatif.
NOTE 3  L correspond aux ondes longitudinales et T aux ondes transversales.
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4.2 Comparaison entre les techniques FMC/FTP et PAUT
La technique PAUT applique différents retards aux éléments de l’ouverture active afin de contrôler
le faisceau ultrasonore à l’intérieur de l’objet contrôlé. Il en résulte un faisceau régi par l’interférence
constructive et destructive des ondelettes de chaque élément de l’ouverture active. Pendant la phase de
réception, les signaux élémentaires sont additionnés pour donner une seule représentation de type A.
En plus de pouvoir «piloter» le faisceau dans une gamme d’angles, la technique PAUT permet le contrôle
de chaque faisceau ce qui permet de focaliser la pression acoustique dans la zone de champ proche de
l’ouverture active.
En comparaison, la technique FTP est une technique de post-traitement ou d’imagerie appliquée aux
signaux FMC qui ne crée pas de faisceaux à l’intérieur de l’objet contrôlé pendant la phase d’émission.
Au lieu de cela, le champ sonore émis dans le composant provient d’un élément du réseau et les échos
générés à l’intérieur du composant en raison de ce champ acoustique sont ensuite enregistrés sur
tous les éléments du réseau, comme représenté à la Figure 1. Les activations successives d’éléments
individuels sur le réseau et l’enregistrement des échos résultants sur tous les éléments sont appelés
acquisition de la matrice intégrale (FMC).
a)  Activation du premier élément et front d’ondes d)  Front d’ondes juste avant son arrivée sur
se déplaçant dans l’objet contrôlé les éléments du réseau
b)  Front d’ondes juste avant son arrivée sur une e)  Signaux collectés sur tous les éléments
discontinuité dans l’objet contrôlé du réseau
c) Écho(s) réfléchi(s) ou diffracté(s) de la discon- f)  Processus se poursuivant par l’activation
tinuité revenant en direction du réseau de l’élément 2 et se répétant jusqu’à ce que le
dernier élément N du réseau ait été activé
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ISO 23865:2021(F)

Légende
1 front d’ondes émis par l’élément 1
2 discontinuité
3 front d’ondes réfléchi ou diffracté par la discontinuité
4 éléments récepteurs
5 front d’ondes émis par l’élément 2
Figure 1 — Exemple type d’une séquence d’événements décrivant le processus de collecte des
données de FMC
Les données de FMC peuvent alors être traitées par des algorithmes qui utilisent la matrice de données
pour créer des images des échos du composant. Le terme «technique de focalisation en tous points»
(FTP) est utilisé pour décrire un algorithme qui applique des lois calculées de retard aux données de
FMC afin de focaliser le son sur de nombreux points dans une zone d’intérêt (ROI) définie (voir l’Annexe B
pour plus de détails). Cette phase d’imagerie (où la FTP est appliquée aux données de FMC) nécessite des
moyens de calcul puissants, mais les systèmes modernes sont capables d’atteindre des performances
d’imagerie en quasi temps réel.
Une comparaison plus détaillée est présentée dans l'Annexe A.
5 Exigences relatives à l’état de surface et au couplant
Il faut veiller à ce que l’état de surface satisfasse au moins aux exigences énoncées dans l’ISO 16810.
Dans la mesure où, en règle générale, seuls des éléments individuels sont utilisés comme émetteurs et
où tout signal diffracté peut également être faible, la dégradation de la qualité du signal due au mauvais
état de surface a une incidence importante sur la fiabilité du contrôle.
Différents milieux de couplage peuvent être utilisés, mais leur type doit être compatible avec les
matériaux à contrôler. Par exemple: de l’eau pouvant contenir un additif (agent mouillant, antigel,
inhibiteur de corrosion), une pâte de contact, de l’huile, de la graisse, une pâte aqueuse cellulosique, etc.
Les caractéristiques du milieu de couplage doivent rester constantes pendant toute la durée de l’examen.
Le milieu de couplage doit être adapté à la plage de température d’utilisation.
6 Informations exigées avant le contrôle
6.1 Généralités
L’ISO 18563-3 donne des informations utiles.
6.2 Éléments à définir avant l’élaboration du mode opératoire
Avant de pouvoir commencer un contrôle, l’opérateur doit avoir accès à toutes les informations
spécifiées ci-dessous:
a) l’objet et l’étendue du contrôle;
b) les critères de notation;
c) l’étape de fabrication ou d’exploitation à laquelle le contrôle doit être effectué;
d) le ou les types de matériau de base et la forme du produit (c’est-à-dire moulé, forgé ou laminé);
e) les caractéristiques géométriques (en particulier lorsque la réflexion est utilisée);
f) les exigences relatives à l’accès, à l’état de surface et à la température;
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g) le moment du contrôle par rapport à tout traitement thermique (le cas échéant);
h) les critères d’acceptation et les méthodologies de dimensionnement doivent être définis par
spécification et fournis avant le contrôle (à adapter lorsque des recommandations pour les cas
d’application sont formulées).
En cas de soupçon d’anisotropie dans le matériau à contrôler, il faut faire preuve d’une attention
particulière.
7 Exigences relatives au personnel réalisant le contrôle
Le personnel réalisant le contrôle conformément au présent document doit être qualifié à un niveau UT
approprié conformément à l’ISO 9712 ou équivalent dans le produit ou le secteur d’activité concerné.
En plus d’une connaissance générale du contrôle par ultrasons, les opérateurs doivent être familiarisés
avec la technique FMC/FTP ou la technologie associée et avoir une expérience pratique de l’utilisation
de celle-ci.
Une formation et un examen spécifiques doivent être effectués, avec les modes opératoires finaux de
contrôle par ultrasons et l’appareillage de contrôle par ultrasons sélectionné, sur des échantillons
représentatifs contenant des réflecteurs naturels ou artificiels similaires à ceux qui sont prévus. Les
résultats de la formation et de l’examen doivent être documentés.
8 Exigences relatives à l’appareillage de contrôle
8.1 Généralités
Le processus d’acquisition FMC exige un système capable d’activer les éléments un par un et de recueillir
les signaux des éléments individuels du traducteur multiéléments. D’autres processus peuvent être
utilisés y compris les processus adaptatifs (voir Annexe B).
Le traitement FTP peut exiger une capacité de calcul rapide et une capacité de mémoire importante
pour traiter la grande quantité de données de l’acquisition FMC. D’autres traitements peuvent être
appliqués qui nécessitent une capacité de mémoire plus petite (par exemple, basés sur l’imagerie par
émission d’ondes planes, PWI).
8.2 Appareillage
Les appareils FMC/FTP peuvent afficher des images du même type que les appareils multiéléments
conventionnels (représentation de type B, représentation de type C, représentation de type D), mais ils
peuvent aussi fournir d’autres types d’images.
L’appareil de contrôle par ultrasons utilisé pour les contrôles par la technique FMC/FTP doit être
conforme aux exigences de l’ISO 18563-1, lorsqu’applicable.
L’appareil de contrôle par ultrasons doit pouvoir acquérir une matrice intégrale ou partielle et être
en mesure de la traiter lui-même ou de la transmettre à un ordinateur pour post-traitement. Il est
recommandé que la longueur acquise du signal ultrasonore de type A soit suffisante, compte tenu du
mode de reconstruction qui sera traité ou post-traité. Il est recommandé que la bande passante du
système ultrasonore soit suffisante pour recevoir des signaux d’au moins deux fois la fréquence centrale
du traducteur, et que les filtres passe-haut et passe-bas soient réglés à des valeurs appropriées, par
exemple passe-haut ne dépassant pas la moitié de la fréquence centrale et passe-bas réglé à au moins
deux fois la fréquence centrale. Les valeurs spécifiques choisies pour ces paramètres, le cas échéant,
doivent être explicitement spécifiées dans le mode opératoire écrit.
Les données visualisées après un traitement FTP sont généralement une zone d’intérêt (ROI) qui est un
maillage de pixels où chaque pixel représente l’amplitude calculée (voir 4.2 et l’Annexe B). Les maillages
sont généralement réguliers, par exemple rectangulaires, mais peuvent être de formes arbitraires
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés

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(même en 3D). L’usage de maillages réguliers est généralement préférable (par exemple dans un souci
d’optimisation afin d’augmenter le nombre d’images par seconde).
L’espacement du maillage doit être choisi suffisamment faible pour pouvoir détecter les discontinuités
pertinentes. La résolution spatiale minimale des points de données dans l’image (c’est-à-dire
l’espacement des pixels) doit être choisie de sorte que l’amplitude d’un réflecteur de référence soit stable
à l’intérieur d’une tolérance spécifiée pour de faibles écarts dans la position du traducteur. L’Annexe C
contient des recommandations relatives à la validation de la stabilité de l’amplitude.
8.3 Traducteurs
Tout traducteur linéaire ou matriciel peut être utilisé pour l’acquisition FMC, mais le présent document
se limite à l’utilisation d’un traducteur multiéléments linéaire. Les réseaux ultrasonores utilisés pour
les contrôles par la technique FMC/FTP doivent être conformes aux exigences de l’ISO 18563-2.
Le traitement FTP exige la connaissance de la position des éléments par rapport à l’objet contrôlé, et
les détails de la ligne à retard ou du sabot, afin de calculer les temps de vol associés aux modes de
reconstruction.
Il est possible d’utiliser des traducteurs en contact direct avec l’objet contrôlé, mais aussi des lignes
à retard, des sabots d’angle ou l’immersion en fonction de l’application. La connaissance précise des
caractéristiques de la ligne à retard ou du sabot est requise, comprenant le type, les dimensions, l’angle
et la vitesse de l’onde ultrasonore.
Afin d’obtenir des images de bonne qualité, il convient de prendre en compte les propriétés suivantes
du traducteur multiéléments:
a) un pas suffisamment faible pour éviter le repliement spatial;
b) des éléments très amortis pour diminuer la longueur du train d’ondes ultrasonor
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 23865
IIW
Non-destructive testing — Ultrasonic
Voting begins on:
2020­11­05
testing — General use of full matrix
Voting terminates on: capture / total focusing technique
2020­12­31
(FMC/TFM)
Essais non destructifs – Contrôle par ultrasons – Utilisation générale
de l'acquisition de la matrice intégrale/technique de focalisation en
tous points (FMC/FTP)
Member bodies are requested to consult relevant national interests in ISO/TC
135/SC 3 before casting their ballot to the e­Balloting application.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 23865:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020

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ISO/FDIS 23865:2020(E)

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Published in Switzerland
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ISO/FDIS 23865:2020(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle of the technique. 2
4.1 General . 2
4.2 Comparison between FMC/TFM and PAUT . 3
5 Requirements for surface condition and couplant . 4
6 Information required prior to testing . 5
6.1 General . 5
6.2 Items to define prior to procedure development . 5
7 Requirements for test personnel . 5
8 Requirements for test equipment . 5
8.1 General . 5
8.2 Instrument . 6
8.3 Probes . 6
8.4 Scanning mechanisms. 7
8.5 Sampling frequency . 7
8.6 Data processing . 7
8.7 Evaluation of TFM indications . 8
9 Benefits of various imaging paths . 8
10 Preparation for testing . 9
10.1 General . 9
10.2 System checking . 9
10.3 Sensitivity correction .10
10.4 Sensitivity setting .11
10.5 Grid verification .11
10.6 Preparation of scanning surfaces .11
10.7 Couplant .11
11 Test procedure .11
12 Data storage .12
13 Interpretation and analysis of TFM images .12
13.1 General .12
13.2 Assessing the quality of the TFM images .13
13.3 Identification of relevant TFM indications .13
14 Test report .13
15 Typical influences and compensation mechanisms .14
Annex A (informative) Comparison of FMC/TFM technique with conventional phased array
ultrasonic testing (PAUT) .15
Annex B (informative) FMC/TFM and alternative acquisition and imaging techniques .18
Annex C (informative) Checking of the FMC/TFM setup, ROI and grid .22
Annex D (informative) Recommended settings and example of FMC/TFM images .26
Bibliography .42
© ISO 2020 – All rights reserved iii

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ISO/FDIS 23865:2020(E)

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/d irectives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www. iso. org/p atents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www. iso. org/
iso/f oreword. html.
This document was prepared by the IIW, International Institute of Welding, Commission V, NDT and
Quality Assurance of Welded Products.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www. iso. org/members . html.
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 23865:2020(E)
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General use
of full matrix capture / total focusing technique (FMC/TFM)
IMPORTANT — The electronic file of this document contains colours which are considered to be
useful for the correct understanding of the document. Users should therefore consider printing
this document using a colour printer.
1 Scope
This document gives general provisions for applying ultrasonic testing with arrays using FMC/TFM
techniques and related technologies. It is intended to promote the adoption of good practice either at
the manufacturing stage or for in-service testing of existing installations or for repairs.
Some examples of applications considered in this document deal with characterization and sizing in
damage assessment.
Materials considered are low-alloyed carbon steels and common aerospace grade aluminium and
titanium alloys, provided they are homogeneous and isotropic, but some recommendations are given
for other materials (e.g. austenitic ones).
This document does not include acceptance levels for discontinuities.
For the application of FMC/TMC to testing of welds, see ISO 23864.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 16810, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles
ISO 18563­1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 1: Instruments
ISO 18563­2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 2: Probes
ISO 23243, Non-destructive testing — Ultrasonic testing with arrays - Vocabulary.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, ISO 23243 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
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3.1
full matrix capture/total focusing technique
FMC/TFM
assembly of a data acquisition scheme and imaging scheme, whereby the acquisition scheme involves
a full matrix capture, and the imaging scheme involves a total focusing technique, and where the data
acquisition and imaging scheme may be performed with several similar technologies.
Note 1 to entry: TFM is often indicated as "total focusing method" but, in this document, the term "method" in
NDT is reserved for applying a physical principle (see ISO 9712).
3.2
FMC/TFM setup
probe arrangement defined by probe characteristics (e.g. frequency, probe element size, wave mode),
probe position, and the number of probes.
Note 1 to entry: Unless stated otherwise, in this document “TFM” and “FMC” refer to the techniques as defined in
ISO 23243, and to all related technologies see for example Annex B and ISO 23243.
4 Principle of the technique
4.1 General
Both FMC/TFM and phased array ultrasonic testing (PAUT) use an array probe where each element
of the array is independent of the others. Physical characteristics related to the propagation of waves
from the elements of the array govern the capabilities of both techniques in a similar way. In standard
PAUT, as in ISO 13588, the active aperture is used to generate sound beams for testing.
In comparison, the FMC/TFM approach typically uses the entire array in order to achieve the best
possible focused imaging performance because for effective focusing the test volume should be within
the near-field region of the array, which is maximized by using the entire array. In the PAUT technique,
the beams can also be "focused" in a similar way to FMC/TFM by using large apertures or the entire
array to create beams that concentrate the sound pressure to specific points, by ensuring that these
focal points are within the near-field region of the aperture.
Various imaging paths as described in Table 1 may be used.
Table 1 — - Description of the imaging paths
Imaging path Examples Description
T­T transmitter path direct, receiver path
direct
L­L
NOTE 1 All figures are schematic, not to scale. Due to the principle of reciprocity, transmitter and receiver can be swapped,
meaning that the whole path can be followed in the opposite direction. The direction of the arrows for the paths shown in
this table is arbitrary. Drawings are intended to illustrate the assumptions made on the imaging path for calculation of the
image and do not intend to imply beam forming or focusing of ultrasonic waves.
NOTE 2 The use of indirect imaging paths, especially those aiming at producing an image representative of the reflectors
shape, require an accurate assessment of the actual component physical properties, such as ultrasonic wave velocity, wall
thickness or non-flat surfaces. This can be compensated for in post-processing or by using an adaptive imaging algorithm.
NOTE 3 L corresponds to longitudinal wave mode and T to transversal wave mode.
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Table 1 (continued)
Imaging path Examples Description
T­TT, TT­T transmitter path direct, receiver path
indirect
LL­L, L­LL
or
LT­T, T­TL
transmitter path indirect, receiver
TT­L, L­TT
path direct
OR
TT­TT transmitter path indirect, receiver
path indirect
LL­LL
TL­LT
L­L transmitter path direct, receiver path
direct
T­T
(using separate arrays with a known
distance)
TT­TT transmitter path indirect, receiver
path indirect
LL­LL
(using separate arrays with a known
TL­LT
distance)
NOTE 1 All figures are schematic, not to scale. Due to the principle of reciprocity, transmitter and receiver can be swapped,
meaning that the whole path can be followed in the opposite direction. The direction of the arrows for the paths shown in
this table is arbitrary. Drawings are intended to illustrate the assumptions made on the imaging path for calculation of the
image and do not intend to imply beam forming or focusing of ultrasonic waves.
NOTE 2 The use of indirect imaging paths, especially those aiming at producing an image representative of the reflectors
shape, require an accurate assessment of the actual component physical properties, such as ultrasonic wave velocity, wall
thickness or non-flat surfaces. This can be compensated for in post-processing or by using an adaptive imaging algorithm.
NOTE 3 L corresponds to longitudinal wave mode and T to transversal wave mode.
4.2 Comparison between FMC/TFM and PAUT
PAUT applies different time delays to the elements of the active aperture in order to control the sound
beam within the test object. This results in a beam as governed by the constructive and destructive
interference of the wavelets from each element of the active aperture. During the reception phase, the
elementary signals are summed to give a single A-scan. In addition to being able to "steer" the beam
through a range of angles, in PAUT each beam can also be controlled to focus the sound pressure within
the near-field region of the active aperture.
In comparison, TFM is a post­processing or imaging technique applied to FMC signals that does not
create beams within the test object during the transmission phase. Instead, the sound field transmitted
into the component emanates from one element of the array and the echoes generated within the
component due to this sound field are then recorded on all elements of the array, as illustrated in
Figure 1. Successive firing of individual elements on the array and recording of resultant echoes on all
elements is termed full matrix capture (FMC).
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a) Firing of first element and wave front travel- d)  Wave front just before arrival at the ele-
ling into the test object ments of the array
b)  Wave front just before arrival at a discontinui- e)  Signals being collected on all the ele-
ty in the test object ments of the array
c) Reflected or diffracted echo(es) from the f) Process continued by firing element 2 and
discontinuity returning back in the direction of repeated until the last element N of the array
the array is fired
Key
1 wave front transmitted by element 1
2 discontinuity
3 wave front reflected or diffracted by the discontinuity
4 receiving elements
5 wave front transmitted by element 2
Figure 1 — Typical example of points in time describing the FMC data collection process
The FMC data can then be processed by algorithms that operate on the data matrix to create images
of the echoes from the component. Total focusing technique (TFM) is a term used to describe one such
algorithm that applies calculated delay laws to the FMC data in order to focus the sound on many points
within a defined region of interest (ROI) (see Annex B for details). This imaging phase (where TFM is
applied on the FMC data) is computationally intensive but modern systems are able to achieve near
real­time imaging performance.
5 Requirements for surface condition and couplant
Care shall be taken that the surface condition meets at least the requirements given in ISO 16810. Since,
typically, only individual elements are used as transmitter and any diffracted signal can also be weak,
the degradation of signal quality due to poor surface condition has a severe impact on testing reliability.
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Different coupling media can be used but their type shall be compatible with the materials to be
examined. Examples are water (possibly containing an agent, e.g. wetting, anti-freeze, corrosion
inhibitor), contact paste, oil, grease, cellulose paste containing water, etc.
The characteristics of the coupling medium shall remain constant throughout the examination. It shall
be suitable for the temperature range in which it will be used.
6 Information required prior to testing
6.1 General
ISO 18563­3 gives useful information.
6.2 Items to define prior to procedure development
Before any testing can begin, the operator shall have access to all the information as specified below:
a) purpose and extent of testing;
b) reporting criteria;
c) manufacturing or operation stage at which the testing is to be carried out;
d) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
e) geometrical characteristics (especially when reflection is used);
f) requirements for access and surface conditions and temperature;
g) time of testing relative to any heat treatment (if any);
h) acceptance criteria and sizing methodologies shall be defined by specification and provided before
testing (to be adapted when recommendations for the application cases are written).
In case of any suspicion of anisotropy in the material to be tested, special care shall be taken.
7 Requirements for test personnel
Personnel performing testing in accordance with this document shall be qualified to an appropriate UT
level in accordance with ISO 9712 or equivalent in the relevant product or industrial sector.
In addition to general knowledge of ultrasonic testing, the operators shall be familiar with and have
practical experience in the use of FMC/TFM technique or related technology.
Specific training and examination shall be performed with the finalized ultrasonic testing procedures
and selected ultrasonic testing equipment on representative samples containing natural or artificial
reflectors similar to those expected. These training and examination results shall be documented.
8 Requirements for test equipment
8.1 General
The FMC acquisition process requires a system able to fire the elements one by one and collect the
individual element signals from the array probe. Other processes may be used including adaptive
processes (see Annex B).
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The TFM process can require a fast processing capability and a large memory capacity to handle the
large amount of data from the FMC acquisition. Alternative processes may be applied using smaller
memory capacity (e.g. based on plane wave imaging, PWI).
8.2 Instrument
FMC/TFM instruments may display images of the same type as conventional PA instruments (B-Scan,
C-Scan, D-Scan) but may also provide other types of images.
The ultrasonic instrument used for the FMC/TFM testing shall be in accordance with the requirements
of ISO 18563­1, if applicable.
The ultrasonic instrument shall be able to acquire a full or partial matrix and either process it by itself or
transmit it to a computer for post­processing. It is recommended that the length of the acquired A­scan
is sufficient, considering the imaging path that will be processed or post-processed. It is recommended
that the bandwidth of the ultrasonic system is sufficient to receive signals of at least two times the
centre frequency of the probe, and that high- and low-pass filters are set to appropriate values, e.g.
high-pass set not higher than half the centre frequency and low-pass set to at least twice the centre
frequency. The specific values selected for these parameters, if applicable, shall be explicitly specified
within the written procedure.
The data visualized after a TFM process is generally a region of interest (ROI) which is a grid where
each grid point represents the computed amplitude (see 4.2 and Annex B). Grids are usually regular,
e.g. rectangular, but can be arbitrary (even 3D). Regular grids are usually preferred (e.g. to allow
optimization in order to enhance the number of images per second).
The grid spacing shall be selected small enough to be able to detect the relevant discontinuities. The
minimum spatial resolution of data points within the image (i.e. grid point spacing) shall be chosen such
that the amplitude of a reference reflector is stable within a specified tolerance on small deviations in
the probe position. Annex C contains guidance on validation of the amplitude stability.
8.3 Probes
Any linear or matrix array probe can be used for FMC acquisition, but this document is limited to the
use of linear phased array probe. Ultrasonic arrays used for the FMC/TFM testing shall be in accordance
with the requirements of ISO 18563­2.
The TFM process requires information on the element positions relative to the test object, including
details of the delay line or wedge, in order to compute the times of flight associated to the imaging
path(s).
Probes in direct contact to the test object can be used but also delay lines, angled wedges or immersion
can be used depending on the application. Required details of the delay line or wedge include the type,
dimensions, angle and sound velocity.
In order to achieve good quality images, the following properties of the array probe should be taken
into consideration:
a) adequately small pitch to avoid spatial aliasing;
b) highly damped elements to decrease the length of the ultrasonic wave train;
c) sufficiently small elements to avoid too much directivity;
d) appropriate aperture and elevation to allow for imaging at a distance away from the probe, as the
TFM algorithm has optimal results in the near-field of the probe;
e) wedge dimension optimized for effectiveness.
6 © ISO 2020 – All rights reserved

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Typically, these requirements are fulfilled by a probe with relative bandwidth >60 % and an element
pitch that is smaller than half the wavelength as determined in the wedge (or in the part under testing
when no wedge is used).
The number of dead elements on the active aperture should be less than or equal to 1 out of 16 and any
dead elements are not allowed to be adjacent to each other. If this criterion is not met, the probe may be
used provided appropriate technical justification is given.
8.4 Scanning mechanisms
To achieve consistency of the images (collected data), guiding mechanisms may be used and scan
encoder(s) shall be used.
The scan increment setting in the primary scanning direction is dependent on the thickness to be
examined. Recommended values are given in Table 2.
Other values may be used provided appropriate technical justification is provided.
The scan increment settings perpendicular to the primary scanning direction, when applicable, shall be
chosen in order to ensure the coverage of the test volume.
An additional function of scanning mechanisms is to provide position information in order to enable
the generation of position­related FMC/TFM images.
Table 2 — Scan increment values in the primary scanning direction in accordance wi
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 23865
IIW
Essais non destructifs — Contrôle par
Début de vote:
2020-11-05
ultrasons — Utilisation générale de
Vote clos le: l’acquisition de la matrice intégrale/
2020-12-31
technique de focalisation en tous
points (FMC/FTP)
Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General use of full
matrix capture / total focusing technique (FMC/TFM) and related
technologies
Il est demandé aux comités membres de consulter les intérêts nationaux
respectifs concernant l’ISO/TC 135/SC 3 avant de donner leur position sur la
plateforme de e-Balloting.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 23865:2020(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2020

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ISO/FDIS 23865:2020(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe de la technique . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Comparaison entre les techniques FMC/FTP et PAUT . 4
5 Exigences relatives à l’état de surface et au couplant . 5
6 Informations exigées avant le contrôle . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Éléments à définir avant l’élaboration du mode opératoire . 5
7 Exigences relatives au personnel réalisant le contrôle . 6
8 Exigences relatives à l’appareillage de contrôle. 6
8.1 Généralités . 6
8.2 Appareillage. 6
8.3 Traducteurs . 7
8.4 Mécanismes de balayage . 7
8.5 Fréquence d’échantillonnage. 8
8.6 Traitement des données . 8
8.7 Évaluation des indications FTP . 8
9 Avantages des différents modes de reconstruction . 9
10 Préparation avant contrôle .10
10.1 Généralités .10
10.2 Vérification du système .10
10.3 Correction de la sensibilité .10
10.4 Réglage de la sensibilité .11
10.5 Vérification du maillage .11
10.6 Préparation des surfaces à balayer.12
10.7 Couplant .12
11 Mode opératoire de contrôle .12
12 Conservation des données .13
13 Interprétation et analyse des images FTP.13
13.1 Généralités .13
13.2 Évaluation de la qualité des images FTP .14
13.3 Identification des indications FTP pertinentes .14
14 Rapport de contrôle .14
15 Influences typiques et mécanismes de compensation .15
Annexe A (informative) Comparaison de la technique FMC/FTP avec le contrôle par
ultrasons multiéléments (PAUT) conventionnel .16
Annexe B (informative) Technique FMC/FTP et autres techniques d’acquisition et d’imagerie .20
Annexe C (informative) Vérification de la configuration FMC/FTP, de la ROI et du maillage .24
Annexe D (informative) Réglages recommandés et exemples d’images FMC/FTP .28
Bibliographie .45
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ISO/FDIS 23865:2020(F)

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par l’IIW, Institut international de la soudure, Commission V, NDT and
Quality Assurance of Welded Products (Essais non destructifs et assurance qualité des produits soudés).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés

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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 23865:2020(F)
Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons —
Utilisation générale de l’acquisition de la matrice intégrale/
technique de focalisation en tous points (FMC/FTP)
IMPORTANT — Le fichier électronique du présent document contient des couleurs qui sont
considérées comme utiles pour la bonne compréhension du document. Il convient donc
d’envisager d’imprimer ce document à l’aide d’une imprimante couleur.
1 Domaine d’application
Le présent document fournit des dispositions générales pour l’application de contrôle par ultrasons en
réseaux avec des techniques FMC/FTP et des technologies associées. Il est destiné à favoriser l’adoption
de bonnes pratiques soit au stade de la fabrication, soit pour les contrôles en service d’installations
existantes ou lors de réparations.
Quelques exemples d’applications considérées dans le présent document traitent de la caractérisation
et du dimensionnement dans l’évaluation des endommagements.
Les matériaux considérés sont les aciers au carbone faiblement alliés et les alliages courants d’aluminium
et de titane de qualité aérospatiale, à condition qu’ils soient homogènes et isotropes, mais certaines
recommandations sont données pour d’autres matériaux (par exemple les aciers austénitiques).
Le présent document ne contient pas les niveaux d’acceptation relatifs aux discontinuités.
Pour l’application des techniques FMC/FTP aux contrôles des assemblages soudés, voir l’ISO 23864.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 16810, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Principes généraux
ISO 18563-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils
ISO 18563-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 2: Traducteurs
ISO 23243, Essais non destructifs — Contrôle à l’aide de réseaux ultrasonores — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 5577, l’ISO 23243 ainsi que les
suivants, s’appliquent.
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ISO/FDIS 23865:2020(F)

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
3.1
acquisition de la matrice intégrale/technique de focalisation en tous points
FMC/FTP
assemblage d’une stratégie d’acquisition de données et d’un système d’imagerie, dans lequel la stratégie
d’acquisition se caractérise par une acquisition de la matrice intégrale et le système d’imagerie se
caractérise par une technique de focalisation en tous points; la stratégie d’acquisition de données et
d’imagerie peut être exécutée avec plusieurs technologies similaires
Note 1 à l'article: La technique FTP est souvent appelée «méthode de focalisation en tous points» mais, dans le
présent document, le terme «méthode» n’est pas utilisé car dans le cadre des essais non destructifs il est réservé
à l’application d’un principe physique (voir l’ISO 9712) .
3.2
configuration FMC/FTP
configuration des traducteurs définie par les caractéristiques des traducteurs (par exemple fréquence,
taille des éléments des traducteurs, type d’onde), position des traducteurs et nombre de traducteurs
Note 1 à l'article: Sauf indication contraire, dans le présent document «FTP» et «FMC» font référence aux
techniques telles que définies dans l’ISO 23243, et à toutes les technologies associées; voir par exemple l’Annexe B
et l’ISO 23243.
4 Principe de la technique
4.1 Généralités
La technique FMC/FTP et le contrôle par ultrasons multiéléments (PAUT) utilisent tous deux un
traducteur multiéléments où chaque élément du réseau est indépendant des autres. Les caractéristiques
physiques liées à la propagation des ondes provenant des éléments du réseau régissent les capacités des
deux techniques de la même manière. Dans la technique PAUT normalisée, selon l’ISO 13588, l’ouverture
active est utilisée pour générer des faisceaux ultrasonores pour le contrôle.
En comparaison, l’approche de la technique FMC/FTP utilise généralement l’ensemble du réseau afin
d’obtenir la meilleure performance d’imagerie focalisée possible, car pour une focalisation efficace, il
convient que le volume à contrôler se situe dans la zone du champ proche du réseau. En effet, ainsi
la performance est maximisée par l’utilisation de l’ensemble du réseau. Avec la technique PAUT, les
faisceaux peuvent également être «focalisés» de la même manière qu’avec la technique FMC/FTP en
utilisant de grandes ouvertures ou l’ensemble du réseau pour créer des faisceaux qui concentrent la
pression acoustique sur des points spécifiques, en s’assurant que ces points focaux sont dans la zone du
champ proche de l’ouverture.
Plusieurs modes de reconstruction décrits dans le Tableau 1 peuvent être utilisés.
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés

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ISO/FDIS 23865:2020(F)

Tableau 1 — Description des modes de reconstruction
Mode de reconstruction Exemples Description
T-T trajet direct de l’émetteur, trajet direct
du récepteur
L-L
T-TT, TT-T trajet direct de l’émetteur, trajet indirect
du récepteur
LL-L, L-LL
ou
LT-T, T-TL
trajet indirect de l’émetteur, trajet
TT-L, L-TT
direct du récepteur
OU
TT-TT trajet indirect de l’émetteur, trajet
indirect du récepteur
LL-LL
TL-LT
L-L trajet direct de l’émetteur, trajet direct
du récepteur
T-T
(en utilisant des réseaux séparés avec
une distance connue)
TT-TT trajet indirect de l’émetteur, trajet
indirect du récepteur
LL-LL
(en utilisant des réseaux séparés avec
TL-LT
une distance connue)
NOTE 1  Toutes les figures sont schématiques, elles ne sont pas à l’échelle. En vertu du principe de réciprocité, l’émetteur
et le récepteur peuvent être permutés, ce qui signifie que la totalité du trajet peut être suivie en sens inverse. Le sens des
flèches des trajets représentés dans ce tableau est arbitraire. Les dessins ont pour but d’illustrer les hypothèses faites sur
le mode de reconstruction pour le calcul de l’image et n’impliquent pas la formation du faisceau ou la focalisation des ondes
ultrasonores.
NOTE 2  L’utilisation de modes de reconstruction indirects, en particulier ceux qui visent à produire une image
représentative de la forme des réflecteurs, exige une évaluation précise des propriétés physiques réelles des composants,
telles que la vitesse des ondes ultrasonores, l’épaisseur des parois ou l’existence de surfaces non planes. Cela peut être
compensé en post-traitement, ou en utilisant un algorithme d’imagerie adaptatif.
NOTE 3  L correspond aux ondes longitudinales et T aux ondes transversales.
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4.2 Comparaison entre les techniques FMC/FTP et PAUT
La technique PAUT applique différents retards aux éléments de l’ouverture active afin de contrôler
le faisceau ultrasonore à l’intérieur de l’objet contrôlé. Il en résulte un faisceau régi par l’interférence
constructive et destructive des ondelettes de chaque élément de l’ouverture active. Pendant la phase de
réception, les signaux élémentaires sont additionnés pour donner une seule représentation de type A.
En plus de pouvoir «piloter» le faisceau dans une gamme d’angles, la technique PAUT permet le contrôle
de chaque faisceau ce qui permet de focaliser la pression acoustique dans la zone de champ proche de
l’ouverture active.
En comparaison, la technique FTP est une technique de post-traitement ou d’imagerie appliquée aux
signaux FMC qui ne crée pas de faisceaux à l’intérieur de l’objet contrôlé pendant la phase d’émission.
Au lieu de cela, le champ sonore émis dans le composant provient d’un élément du réseau et les échos
générés à l’intérieur du composant en raison de ce champ acoustique sont ensuite enregistrés sur
tous les éléments du réseau, comme représenté à la Figure 1. Les activations successives d’éléments
individuels sur le réseau et l’enregistrement des échos résultants sur tous les éléments sont appelés
acquisition de la matrice intégrale (FMC).
a)  Activation du premier élément et front d’ondes d)  Front d’ondes juste avant son arrivée sur
se déplaçant dans l’objet contrôlé les éléments du réseau
b)  Front d’ondes juste avant son arrivée sur une e)  Signaux collectés sur tous les éléments
discontinuité dans l’objet contrôlé du réseau
c) Écho(s) réfléchi(s) ou diffracté(s) de la discon- f)  Processus se poursuivant par l’activation
tinuité revenant en direction du réseau de l’élément 2 et se répétant jusqu’à ce que le
dernier élément N du réseau ait été activé
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Légende
1 front d’ondes émis par l’élément 1
2 discontinuité
3 front d’ondes réfléchi ou diffracté par la discontinuité
4 éléments récepteurs
5 front d’ondes émis par l’élément 2
Figure 1 — Exemple type d’une séquence d’événements décrivant le processus de collecte des
données de FMC
Les données de FMC peuvent alors être traitées par des algorithmes qui utilisent la matrice de données
pour créer des images des échos du composant. Le terme «technique de focalisation en tous points»
(FTP) est utilisé pour décrire un algorithme qui applique des lois calculées de retard aux données de
FMC afin de focaliser le son sur de nombreux points dans une zone d’intérêt (ROI) définie (voir l’Annexe B
pour plus de détails). Cette phase d’imagerie (où la FTP est appliquée aux données de FMC) nécessite des
moyens de calcul puissants, mais les systèmes modernes sont capables d’atteindre des performances
d’imagerie en quasi temps réel.
5 Exigences relatives à l’état de surface et au couplant
Il faut veiller à ce que l’état de surface satisfasse au moins aux exigences énoncées dans l’ISO 16810.
Dans la mesure où, en règle générale, seuls des éléments individuels sont utilisés comme émetteurs et
où tout signal diffracté peut également être faible, la dégradation de la qualité du signal due au mauvais
état de surface a une incidence importante sur la fiabilité du contrôle.
Différents milieux de couplage peuvent être utilisés, mais leur type doit être compatible avec les
matériaux à contrôler. Par exemple: de l’eau pouvant contenir un additif (agent mouillant, antigel,
inhibiteur de corrosion), une pâte de contact, de l’huile, de la graisse, une pâte aqueuse cellulosique, etc.
Les caractéristiques du milieu de couplage doivent rester constantes pendant toute la durée de l’examen.
Le milieu de couplage doit être adapté à la plage de température d’utilisation.
6 Informations exigées avant le contrôle
6.1 Généralités
L’ISO 18563-3 donne des informations utiles.
6.2 Éléments à définir avant l’élaboration du mode opératoire
Avant de pouvoir commencer un contrôle, l’opérateur doit avoir accès à toutes les informations
spécifiées ci-dessous:
a) l’objet et l’étendue du contrôle;
b) les critères de notation;
c) l’étape de fabrication ou d’exploitation à laquelle le contrôle doit être effectué;
d) le ou les types de matériau de base et la forme du produit (c’est-à-dire moulé, forgé ou laminé);
e) les caractéristiques géométriques (en particulier lorsque la réflexion est utilisée);
f) les exigences relatives à l’accès, à l’état de surface et à la température;
g) le moment du contrôle par rapport à tout traitement thermique (le cas échéant);
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h) les critères d’acceptation et les méthodologies de dimensionnement doivent être définis par
spécification et fournis avant le contrôle (à adapter lorsque des recommandations pour les cas
d’application sont formulées).
En cas de soupçon d’anisotropie dans le matériau à contrôler, il faut faire preuve d’une attention
particulière.
7 Exigences relatives au personnel réalisant le contrôle
Le personnel réalisant le contrôle conformément au présent document doit être qualifié à un niveau UT
approprié conformément à l’ISO 9712 ou équivalent dans le produit ou le secteur d’activité concerné.
En plus d’une connaissance générale du contrôle par ultrasons, les opérateurs doivent être familiarisés
avec la technique FMC/FTP ou la technologie associée et avoir une expérience pratique de l’utilisation
de celle-ci.
Une formation et un examen spécifiques doivent être effectués, avec les modes opératoires finaux de
contrôle par ultrasons et l’appareillage de contrôle par ultrasons sélectionné, sur des échantillons
représentatifs contenant des réflecteurs naturels ou artificiels similaires à ceux qui sont prévus. Les
résultats de la formation et de l’examen doivent être documentés.
8 Exigences relatives à l’appareillage de contrôle
8.1 Généralités
Le processus d’acquisition FMC exige un système capable d’activer les éléments un par un et de recueillir
les signaux des éléments individuels du traducteur multiéléments. D’autres processus peuvent être
utilisés y compris les processus adaptatifs (voir Annexe B).
Le traitement FTP peut exiger une capacité de calcul rapide et une capacité de mémoire importante
pour traiter la grande quantité de données de l’acquisition FMC. D’autres traitements peuvent être
appliqués qui nécessitent une capacité de mémoire plus petite (par exemple, basés sur l’imagerie par
émission d’ondes planes, PWI).
8.2 Appareillage
Les appareils FMC/FTP peuvent afficher des images du même type que les appareils multiéléments
conventionnels (représentation de type B, représentation de type C, représentation de type D), mais ils
peuvent aussi fournir d’autres types d’images.
L’appareil de contrôle par ultrasons utilisé pour les contrôles par la technique FMC/FTP doit être
conforme aux exigences de l’ISO 18563-1, lorsqu’applicable.
L’appareil de contrôle par ultrasons doit pouvoir acquérir une matrice intégrale ou partielle et être
en mesure de la traiter lui-même ou de la transmettre à un ordinateur pour post-traitement. Il est
recommandé que la longueur acquise du signal ultrasonore de type A soit suffisante, compte tenu du
mode de reconstruction qui sera traité ou post-traité. Il est recommandé que la bande passante du
système ultrasonore soit suffisante pour recevoir des signaux d’au moins deux fois la fréquence centrale
du traducteur, et que les filtres passe-haut et passe-bas soient réglés à des valeurs appropriées, par
exemple passe-haut ne dépassant pas la moitié de la fréquence centrale et passe-bas réglé à au moins
deux fois la fréquence centrale. Les valeurs spécifiques choisies pour ces paramètres, le cas échéant,
doivent être explicitement spécifiées dans le mode opératoire écrit.
Les données visualisées après un traitement FTP sont généralement une zone d’intérêt (ROI) qui est un
maillage de pixels où chaque pixel représente l’amplitude calculée (voir 4.2 et l’Annexe B). Les maillages
sont généralement réguliers, par exemple rectangulaires, mais peuvent être de formes arbitraires
(même en 3D). L’usage de maillages réguliers est généralement préférable (par exemple dans un souci
d’optimisation afin d’augmenter le nombre d’images par seconde).
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L’espacement du maillage doit être choisi suffisamment faible pour pouvoir détecter les discontinuités
pertinentes. La résolution spatiale minimale des points de données dans l’image (c’est-à-dire
l’espacement des pixels) doit être choisie de sorte que l’amplitude d’un réflecteur de référence soit stable
à l’intérieur d’une tolérance spécifiée pour de faibles écarts dans la position du traducteur. L’Annexe C
contient des recommandations relatives à la validation de la stabilité de l’amplitude.
8.3 Traducteurs
Tout traducteur linéaire ou matriciel peut être utilisé pour l’acquisition FMC, mais le présent document
se limite à l’utilisation d’un traducteur multiéléments linéaire. Les réseaux ultrasonores utilisés pour
les contrôles par la technique FMC/FTP doivent être conformes aux exigences de l’ISO 18563-2.
Le traitement FTP exige la connaissance de la position d
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