FORMATION
Radiographie Industrielle - Niveau 2
Radiographic Testing
KHLIF Mongi - Senior Consultant. Formateur
Août 2022
Notion de Base de
mathématiques
Puissance d’un nombre
➢ Puissance
entières et positives
a = bn ==> b x b x b ... x b (produit de n facteurs égaux à b)
b est élevé à ls puissance n
n est l’exposant du nombre b
➢ Puissance
a=
b-n
==>
1
𝑏𝑛
entières et négatives
=
1
𝑏 𝑥 𝑏 𝑥 𝑏…….𝑥𝑏
La puissance négative d’un nombre entier est l’inverse de la
puissance positive
3
Multiple et sous multiples
Il s'agit ici de faire travailler les opérations sur les puissances :
- 10n se lit : « dix puissance n » , mais aussi « dix exposant n ».
Cas particulier : 100 = 1 (1 suivi d’aucun zéro)
4
Conversions d'unités
On utilise des préfixes devant le nom des unités pour éviter
d'écrire les puissances de 10
Sous multiples
Multiples
Puissance de 10
Préfixe
Symbole
Puissance de
10
Préfixe
Symbol
e
10-1
déci
d
101
déca
da
10-2
centi
c
102
hecto
h
10-3
milli
m
103
kilo
k
10-6
micro
µ
106
mega
M
10-9
nano
n
109
giga
G
10-12
pico
p
1012
tera
T
5
Proportion
On appelle proportion l’égalité de deux quotients :
𝒂
𝒃
=
𝒄
𝒅
,
on écrira encore :
Le produit des extrême
✓
✓
𝒂
𝒃
𝒄
𝒅
est égal au produits des moyens
𝒂
𝒃
𝒄
𝒅
a et d se nommes les extrêmes
b et c se nommes les moyens
On peut écrire par définition, que le produits des extrêmes est égal
aux produits des moyens, c’est-à-dire 𝑎 × 𝑑 = 𝑏 × 𝑐
Si l’on cherche un des quatre termes de l’égalité on obtient:
𝒂=
𝒃×𝒄
𝒅
6
𝒃=
𝒂×𝒅
𝒄
𝒄=
𝒂×𝒅
𝒃
𝒅=
𝒃×𝒄
𝒂
La racine carrées
Définition :
est le nombre positif qui a pour
a. de fer (Fe)
14 carré
atomes
a est un carré, donc un nombre positif ; ainsi '
' n'existe pas.
1. Définition
Quelques exemples pour commencer :
représente le nombre positif qui a pour carré 4 : ce nombre
est
= 2.
= 6.
=7
=5
représente le nombre positif qui a pour carré 2; on ne peut
pas écrire ce nombre autrement.
7
Notion de Logarithmes Décimaux
Le logarithme décimal ou à bas de
10 d’un nombre x est défini par la
relation :
10𝑙𝑜𝑔 𝑥
=𝑥
Nombre
Log. Décimal
10 e +6
+6
10 e +3
+3
10 e +2
+2
10 e +1
+1
10 e 0
C’est-à-dire logarithme décimal
d’un nombre x est la puissance à
laquelle il faut élever le nombre
10 pour obtenir x.
8
10 e -1
-1
10 e -2
-2
10 e -3
-3
10 e -6
-6
10 e -9
-9
10 e -12
-12
Notion de Logarithmes Népériens
Définition du nombre e
9 atomes de fer (Fe)
e = limite de 1 + 1 / 𝑛 ⁿ quand n −−−> ∞
= 1 + 1/1 + 1/1.2 + 1/1.2.3 + 1/1.2.3.4 + …….. 1/n!
Le symbole n! désigne le produit
e = 2,7182818281…..
Fonction exponentielle est définie par
a = eᵡ c’est la somme des termes de cette série convergente
quand on fait n = ∞
On démontre que :
e = 1+ x/1 + x2/1.2 + x3/1.2.3 + ------ xn/n!
9
Trigonométrie
1- Le triangle rectangle
Théorème de Pythagore c² = a² + b²
10
Trigonométrie
Principales relations trigonométriques
Sin2 + cos2 = 1
tg α = sins/cos
cotg = 1 / tg
11
α = arccos a/c
α = arcsin b/c
α = arctg b/a
Trigonométrie
2- Equivalence Degré / Radian
•
•
•
12
3.14159 (approximativement) [rad] correspondent à 180 °
1 [rad] = 180/3,14 correspond à 57.29578 ° (approximativement)
1 ° = 3,14/180 correspond à 0.0174533 [rad] (approximativement)
Radiographie
industrielle
Introduction
Les rayonnements ionisants (X et Ɣ) sont dangereux !
Utiliser par du personnel méconnaissant leurs caractéristiques, leurs
dangers et leurs façons de s’en protéger, ils peuvent être la cause
d’accidents graves.
Parfaitement conscient du fait, le législateur a mis en place une
réglementation stricte qui assures aux travailleurs une protection
rigoureuse.
Certificat d’Aptitude à Manipuler les Appareils de Radiologies « C.A.M.A.R.I »
Trois options se présentent :
➢ CAMARI Rayons X
➢ CAMARI Rayons Ɣ
➢ CAMARI Rayons X et Ɣ.
14
L’atome
l’atome est une sphère composée de trois
types de particules : les protons, les
neutrons, et les électrons
Les protons et les neutrons sont au centre
de l’atome et constituent ce que l’on
appelle le NOYAU.
Les électrons sont autour du noyau et
constituent ce que l’on appelle le CORTÈGE
ELECTRONIQUE (ou nuage électronique).
Les protons, neutrons et électrons, qui sont
tous les trois des particules, ont trois
caractéristiques que l’on va souvent
chercher à calculer dans les exercices : la
MASSE, la CHARGE, et leur NOMBRE
15
L’atome
Proton
Electron
Neutron
Masse
1,672 x 10-27 kg
9,11 x 10-31 kg
1,672 x 10-27 kg
Charge
e = 1,6 x 10-19 C
-e = -1,6 x 10-19 C
0C
Nombre
Z
Z
A–Z
Dans un atome, il y a autant de protons que d’électrons, donc l’atome est
électriquement neutre !!
Ce qu’il faut retenir : la masse d’un proton et d’un neutron est quasiment la même.
Mais un électron est environ 1000 fois plus léger : la masse des électrons est
donc négligeable par rapport à celle des protons. Ainsi la masse de l’atome est
concentrée dans le noyau.
Cependant, le noyau est minuscule par rapport à la taille de l’atome.
Ce que tu dois retenir : les neutrons sont neutres, les protons positifs et les
électrons négatifs, et la charge s’exprime en Coulomb.
La charge d’un proton est e, celle d’un électron -e (e est la charge élémentaire).
Le noyau est électriquement positif, mais un atome est électriquement neutre car il
y a autant de protons que d’électrons.
16
L’atome
Numéro atomique
Ce nombre commun est noté Z et se nomme le numéro atomique
Retiens cependant que Z correspond au nombre de protons et non au nombre
d’électrons.
Nombre de masse – notation
Cela dépend d’un autre paramètre que l’on appelle le nombre de masse et qui se
note A.
A correspond au nombre de nucléons.
Or nucléons = protons + neutrons. Pour avoir le nombre de neutrons il suffit
donc d’enlever le nombre de protons, qui est Z !
Donc le nombre de neutrons est A – Z.
17
L’atome
Nombre de masse = Ƹ protons + neutrons
Symbole chimique de l’élément
N° Atomique ou nombre de charge : Nb de
protons = Nb d’électrons
18
L’atome
Z = 1  H hydrogène
Z=6 
C
Z = 92  U
19
carbone
uranium
Tableau périodique des éléments
20
La radioactivité
Les ondes électromagnétiques
Les ondes électromagnétiques peuvent être classées par famille, leur
dénominateur commun est alors une gamme de fréquence, appelé domaine.
21
La radioactivité
Ainsi, on constate :
▪
▪
▪
Que la lumière visible est une infime partie des ondes électromagnétiques ;
Que en imagerie médicale comme en soin, plusieurs fréquences sont utilisées (plus ou
moins pénétrante).
Le tableau qui suit est un résumé du spectre des fréquences électromagnétiques, donnant les
grands domaines.
Domaine
Longueur d'onde
Énergie d’un photon (eV)
Radio
10 cm - 2 km
0,67 neV à 12 µeV
Micro-onde et radar
1 mm - 10 cm
12 µeV à 1,2 meV
0,7 µm à 1 000 µm
1,2 meV à 1,7 eV
Lumière visible
De 400 nm à 700 nm
1,7 à 3 eV
Ultraviolet
De 10 nm à 400 nm
3 eV à 120 eV
Rayon X
De 10-11 m à 10-8 m
120 eV à 120 keV
Rayon γ
De 10-14 m à 10-11 m
120 keV à 120 MeV
< 10-14 m
> 120 MeV
Infrarouge
Rayon γ - cosmiques
22
La radioactivité
Nature et origine des rayonnements
Les noyaux instables évoluent vers un état plus stable en émettant
un rayonnement C’est le phénomène de la: DESINTEGRATION
noyau instable → spontanément autre noyau
par émission de rayonnement
La radioactivité
Lors de la désintégration radioactive, deux types de rayonnement sont émis:
+
Rayonnement corpusculaire: α, β , β , neutrons
Rayonnement électromagnétiques: ɣ
23
Les rayonnements émis
-
n
+

+
+

n = neutrons
 = noyaux He
+ +
+ +
+
24
Trop E
particules
- = électrons
+ = positrons
ondes EM
 = photons
+ rayons X
Modes et transformations
R
A
Y
O
N
N
E
M
E
N
T
S
Non ionisants
Onde radio,
U.V.,
Visible
Infra rouge
Micro-onde
Photons
X et 
Electromagnétique
E < 12,4 eV
Electromagnétique
E > 12,4 eV
Neutrons
Non chargées
Ionisants
Légères
Particules
Chargées
α, p, d, f. f.
Lourdes
25
Electrons
La pénétration des rayonnement dans la matière
Le rayonnement α : est peut pénétrant,
quelques centimètres d’air ou une feuille
de papier suffisent à l’arrêter.
Le rayonnement β : est stoppé par un
vite ou quelques millimètres
d’aluminum
26
La pénétration des rayonnement dans la matière
Le rayonnement Ɣ : Il faut de fortes épaisseurs de béton ou de plomb pour
Bloquer les rayons Ɣ .
Neutrons n : Pénétration dépendante de leur énergie. Une forte épaisseur de
béton, d’eau ou de paraffine arrête les neutrons.
27
Interaction des électrons avec la matières
Les électrons sont des particules légères porteuses d’une charge électrique
élémentaire, négative pour les ≪ négatons ≫ et positive pour les ≪ positons ≫.
Les électrons en mouvement dans un milieu matériel perdent leur énergie
cinétique au cours d’interactions avec les atomes du milieu traverse.
Deux cas de figure peuvent se présenter :
Dans le cas d’une interaction ≪ électron-électron ≫, on parlera de collision.
Il en existe deux types :
l’ionisation
l’excitation
Dans le cas d’une interaction ≪ électron-noyau ≫, on parlera de
28
freinage.
Interaction des électrons avec la matières
29
Interaction des électrons avec la matières
Dans la gamme d’énergie (de 0 a quelques MeV), nous nous limiterons aux trois
processus d’interaction suivants entre les rayonnements électromagnétiques et la
matière :
L’effet photoélectrique ;
L’effet Compton ;
L’effet de production de paires.
30
Interaction des électrons avec la matières
L'effet photoélectrique consiste en l'absorption d'un photon par un électron d'un
atome.
Le photon disparaît dans l'interaction et cède toute son énergie à l'électron.
L'atome résultant de cette interaction est alors ionisé.
Pour que l'effet photoélectrique ait lieu, le photon doit avoir une énergie au moins
égale à l'énergie de liaison de l'électron.
De plus, l'effet photoélectrique a une probabilité maximale lorsque l'énergie du
photon est exactement égale à l'énergie de liaison de l'électron.
Ensuite, la probabilité décroît avec l'inverse du cube de l'énergie du photon.
À énergie suffisamment basse, l'effet photoélectrique prédomine sur toutes les
autres interactions
31
Interaction des électrons avec la matières
32
Interaction des électrons avec la matières
Effet Compton : diffusion incohérente
Au cours d'un effet Compton (également appelé diffusion incohérente, un photon entre
en collision avec un électron.
Une partie de l'énergie du photon est transmise à l'électron, qui recule. Le reste de
l'énergie, h apparaît sous la forme d'un photon diffusé.
Un photon peut subir plusieurs diffusions Compton successives, en perdant
progressivement de l'énergie.
Il est néanmoins généralement absorbé lors d'une interaction photoélectrique avant
d'atteindre une énergie inférieure à 10 keV, car l'effet photoélectrique à une grande
probabilité à faible énergie.
33
Interaction des électrons avec la matières
34
Interaction des électrons avec la matières
La création de paire est une absorption du photon par le champ
électromagnétique du noyau.
Elle consiste en la matérialisation du photon en une paire
électron-positron
35
Les rayonnements
Généralités :
Le rayonnement X et Ɣ : sont des rayonnements électromagnétiques , tous comme
la lumière, les ondes radio …mais caractérisés par des longueurs d’onde très courtes.
▪ Notons que la longueur d’onde 𝜆 est d l’ordre de 10-10 m
▪ Notons également que pour tout rayonnement électromagnétique, l’énergie
transportée est inversement proportionnelle à cette longueur d’onde 𝜆.
Il traverserons la matière, C’est la radiographie.
36
Les rayons gamma : 
Les rayons gamma sont émis lors de la désintégration spontanée d'une particule
qui compose le noyau atomique du radio-élément (radioactivité).
Radioactivité Naturelle:
Les radios isotopes existent en ,état naturel ( radium, Uranium ….)
Il émettent de façons spontanée des particules (α+ , β- ), ou des rayonnements ,
en se transformant dans le temps en corps simples différents.
A titre indicatif :
Noyaux d’hélium
Electrons e-
β-
Vitesse =150 000 km s-1
Pénétration : qq mm Al
α+
Vitesse = 20 000 km s-1
Pénétration : qq cm d’air
Rayonnements électromagnétique

37
Très énergétiques 0,25 ˃  ˃ 0,001 Å
Pénétration : plusieurs dm de plomb
Les rayons gamma : 
Radioactivité Artificielle:
•
L’homme a pu fabriquer des radioéléments artificiels grâce à l’emploi des
piles atomiques.
•
On bombarde des isotopes stables avec des neutrons.
•
Exemple : 59 Co + neutron
•
Les isotopes ainsi créés sont instables et on tendance à venir à l’état stable en
60 Co
libérant de l’énergie sous forme de rayonnement 
•
Tel le cas pour 192 Ir , 60 Co , 170 Tm
•
Le 137 Cs est quant à lui directement récupéré dans les produits de fission
naturelle de l’Uranium
38
Les rayons X
•
•
Les rayons X apparaîtront lorsque l’on perturbera, par rapport d’Energie
extérieur, le cortège électronique de l’Atome
Cela se fera dans un tube à rayons X .
❑ Production des rayons X
•
•
39
Rappelons que l’électron tourne autour du noyau. Il possède une énergie qui
dépend de l ’orbite sur laquelle il se trouve. Deux phénomènes simultanés
apparaissent lorsque l’on bombarde un atome avec projectiles (qui sont eux
même des électrons lancés à grande vitesse.
1- Rayonnement de freinage
Un « électron-projectile » passant près du noyau est dévié par celui-ci. Il perd
de l’énergie sous forme d’un photon X.
Les rayons X
1- Rayonnement caractéristique
•
Ionisation et absorption
Un photon X ou g chasse un électron de sa trajectoire
Il est absorbé en communiquant son énergie à eL'atome subit un déséquilibre électrique : il est ionisé
•
Diffusion
L'électron sur une trajectoire plus haute prend la place vacante
Il perd de l' énergie sous forme d'un rayon X émis
Par rapport au rayon X ou g incident, le rayon X émis a :
• une énergie plus faible
• une direction différente
40
Les rayons X
•
Spectre d’émission X final
Au rayonnement de freinage vient s’ajouter des raies correspondant à l ’émission
caractéristique du Tungstène, car la cible est constitué de Tungstène dans des
tubes radiogènes classique.
41
Technologies des rayons 
• Rappelons qu’une source " RADIOACTIVE " est un élément qui émet de façon
spontanée un rayonnement électromagnétique appelé rayons .
• Cet élément s’appelle également
RADIONUCLEIDE, RADIOISOTOPE ou
RADIOELEMENT.
• En " Gammagraphie industrielle ", on utilise essentiellement 04 radioisotopes:
➢
➢
➢
➢
L’Iridium 192
Le Cobalts 60
Le Thulium 170
Le Césium 137
: 192 Ir
: 60 Co
: 170 Tm
: 137 Cs
1. ACTIVITE D’UN RADIOISOTOPE , PERIODE
Activité d’un Radioisotope
• Un radioisotope naturel ou artificiel a une durée de vie limitée.
L’activité caractérisera la vitalité de cette source de rayonnement à un moment
donné.
42
Technologies des rayons 
• L’ACTIVITE correspond à un NOMBRE de DESINTEGRATIONS par unité de
TEMPS. C’est à dire au nombre d’atomes qui reviennent à leur état
d’équilibre en émettant à cette occasion un photon .
Unités d’activité
• HORS SYSTÈME : L’ancienne unité , toujours la plus employée , est
Le CURIE = 3,7. 1010 désintégration par seconde
• S.I : unité internationale : réglementaire depuis le 04 décembre 1975
Le BECQUERELL = Bq = 1désintégration par seconde
Relations entre ces unités
43
• 1 Ci
• 1 Bq
• 1 TBq
= 37 GBq
= 27 pCi
= 37 Ci
Technologies des rayons 
Décroissance radioactive : PERIODE T
• La décroissance de l’activité d’une source radioactive se fera selon la courbe ci
dessous .
Une source d’une activité de départ
A₀ verra celle-ci décroître au fur et
à mesure que le temps s’écoule.
• On définit la période T
La PERIODE T : c’est le temps au bout duquel l’activité de la source à diminué de moitié.
44
Technologies des rayons 
𝐴₀
Si elle faisais A₀, au bout de T, elle ne fera que
.
2
Si elle faisais 20 Ci , au bout e T , elle ne fera que 10 Ci .
• La période T est caractéristique d’un radioélément .
A savoir :
Radioélément
L’Iridium 192
: 192 Ir
Le Cobalts 60
: 60 Co
Le Thulium 170 : 170 Tm
Le Césium 137
: 137 Cs
Période
74 Jours
5,3 Ans
127 Jours
30 Ans
• Ceci est une notion très importante car L’ACTIVITE d’une source à un moment
donné de son existence:
I. Déterminera le temps de pose pour une radiographie.
II. Rendra compte des dangers qu’elle représente.
45
Technologies des rayons 
Calcul d’activité
A₀
A= t/T
2
• FORMULE
A
A₀
t
T
: activité au temps "t"
: activité initiale
: temps
: période du radioélément
Peut facile si l’on n’a pas de calculatrice de poche.
• ABAQUES
La formule peut s’écrire sous la forme
Soit A = A₀ x (coefficient).
Pour un radioélément donné, T est une
constante, on peut donc on peut dresser
une courbe de décroissance .
46
A= A₀ x (
𝟏
)
2t/T
Technologies des rayons 
11 . FABRICATION ET PRESENTATION DES SOURCES
Fabrication
• Se fait essentiellement dans des Centres d’Etudes Atomiques.
• 192 Ir , 60 Co , 170 Tm
- En bombardant des atomes stables avec des neutrons
- Ceci se fait dans des piles atomiques
60 Co
- Exemple: 59 Co + 1 neutron
- En retrouvant son équilibre, l’atome radioactif libère de l’énergie sous
forme d’un photon .
Présentation
• Les sources utilisées en gammagraphie sont des SOURCES SCELLEES et ont la
dénomination « MATIERE RADIOACTIVE SOUS FORME SPECIALE ».
• Le radioélément est donc fermé dans une capsule étanche
-
En acier inoxydable pour 192 Ir , 60 Co , 137 Cs
- En titane pour 170 Tm
47
Technologies des rayons 
-
48
La capsule est composée de deux parties et soudées par bombardement
électronique (pou Ir, Co, et Tm) ou par soudure sous argon pour le (Cs)
Cette capsule est elle-même " chargée " dans " une prote source " .
Technologies des rayons 
111 . PORTE - SOURCE
• La source est très petite, il est nécessaire de l’installer dans une « PORTE SOURCE »
qui permettra de le véhiculer depuis sa position de stockage jusqu’à la postion de
travail et vice versa.
• Ci-dessous des différents types de porte - source .
49
Technologies des rayons 
IV . APPAREILS DE RADIOGRAPHIE GAMMA
Une source dans son "porte-source" ne peut évidement pas être utilisée telle quelle.
Elle est incluse dans un appareils de Radiographie qui permet l’utilisation à distance .
Composition
Un appareil de radiographie
gamma se compose
essentiellement des éléments
suivants:
50
Technologies des rayons 
51
Technologies des rayons 
• Le projecteur :
Elément de base destiné à contenir le prote source, à assurer la protection
nécessaire pendant le transport et permettant d’utiliser le rayonnement  dans
des conditions bien définies
52
Technologies des rayons 
• La télécommande
Permettant la mise en œuvre à
distance du projecteur
- Manuelle (plus simple)
- Electromécaniques
• La gaine d’éjection
Conduit souple ou rigide destiné à guidé le
prote source depuis le projecteur jusqu’à la
position du travail. Elle comporte les
dispositifs de raccordement au projecteur et
de fin de course
53
Technologies des rayons 
• Les accessoires:
Essentiellement des collimateurs
panoramiques ou directionnelles pouvant se
fixer directement ou en extrémité de gaine
d’éjection
54
Technologies des rayons X
• Rappelons que les rayons X prennent naissance au niveau du cortège électronique
de l’atome .
• Il faut donc des atomes. Ce sera la cible ou ANODE.
• Il nous faut des projectiles pour désorganiser le cortège électronique des atomes
de la cible, ce seront les électrons, émis par la CATHODE :
• Il faudra communiquer une grande énergie à ces électrons pour qu’ils puissent agir
sur les atomes. Ceci sera réalisé grâce à une haute tension (plusieurs centaines de
kV) créée par un GENERATEUR HT, piloté par un PUPITRE de COMMANDE.
• Le phénomène d’émission des Rayons X se réalisera dans un tube à rayons X.
55
Technologies des rayons X
1 . LE TUBE A RAYONS X
• IL se compose de 03 parties essentielles.
L’ANODE
Cible en tungstène qui, sous l’impact des électrons émettra les rayons X. Elle est
souvent appelée Anticathode en raison de sa forte densité (numéro atomique
élevé) et de sont point de fusion élevé (3400°C)
La CATHODE
(ou canon à électrons) est un filament qui, chauffé par u faible courant électrique
(quelques volts) émet des électrons.
Ces électrons sont accélérés par la haute tension communiquée par le générateur.
Les kV appliqués entre cathode et anode assurent la vitesse aux électrons
Les mA correspondent au débit du tube X et assures le nombre d’électrons émis,
donc le débit de rayons X qui en découle.
56
Production des rayons X
1. Electron Source : Tungsten Filament
57
Production des rayons X
1. Electron Source : Tungsten Filament
Current
58
Production des rayons X
1. Electron Source : Tungsten Filament
Current
Free
electrons
59
Production des rayons X
2. Accelerating Electron : Potential
Difference
-ve
60
+ve
Production des rayons X
2. Accelerating Electron : Potential
Difference
-ve
61
+ve
Production des rayons X
2. Accelerating Electron : Potential
Difference
-ve
+ve
Focusing cup concentrates
electrons into a beam
62
Production des rayons X
3. Means of Halting Electrons : High Density
Material
-ve
+ve
Tungsten Target
63
Production des rayons X
3. Means of Halting Electrons : High Density
Material
-ve
64
+ve
Production des rayons X
Kinetic energy converted to Heat and X-Rays
-ve
X-rays / Bremsstrahlung
65
+ve
Technologies des rayons X
L’ENCEINTE SOUS VIDE
En verre ou céramique, supporte Anode et Cathode, assure
le vide nécessaire au passage des électrons et joue le rôle
d’isolant électrique nécessité par la haute tension
importante utilisée (plusieurs centaines de kilovolts).
66
Production des rayons X
-ve
X-ray tube is evacuated
to create a vacuum
67
+ve
Technologies des rayons X
11 . DIFFERENTS TUBES A RAYONS X
Suivant le Pouvoir de Pénétration (kV)
• Unipolaire : Pour lesquels l’anode est à la terre, et la cathode supporte un potentiel
égal
à
la
tension
appliquée
au
tube
(<150kV).
Refroidissement par air ou par eau suivant application.
• Bipolaire : Pour lesquels la haute tension appliquée au bornes du tube est
équilibrée par rapport à la terre.
Ces tubes sont généralement utilisés quand des tentions élevées sont
nécessaires (>150kV) , refroidissement à l’huile
68
Technologies des rayons X
Les tubes bipolaires sont généralement aisément identifiables par leur fenêtre de
sortie situé au centre du tube
Suivant le Forme de l’anode
Cette forme déterminera la direction et la forme du faisceau de rayons X
• Tube directionnels – Anode inclinée
69
Technologies des rayons X
Cooling
Head cooled with
air/oil or water
Target set into copper
70
Technologies des rayons X
Cooling
Rotating Target
71
Technologies des rayons X
• Tube panoramiques – Anode plate ou conique
72
Technologies des rayons X
111. REFROIDISSEMENT DU TUBE X
99% de l’Energie apportée au tube est en fait perdue sous forme thermique. Il
convient donc de dissiper la chaleur de l’anode.
Plusieurs méthodes sont utilisées suivant le type de tube et l’utilisation de
l’appareillage.
• Refroidissement par eau perdu (ou par eau recyclée)
• Refroidissement par huile afin d’isoler l’anode qui est portée à un potentiel
positif . Cette huile sera elle-même refroidie dans un échangeur « huile – eau ».
• Pour des questions de poids, on utilisera un gaz (SF6) qui jouera le rôle de
refroidisseur et isolant (sous pression)
• Les échanges thermiques se ferons dans l’atmosphère par l’intermédiaire de la
surface de la gaine
• Cycle « travail – repos »environ 2/3 , 1/3 ( dépend des conditions de travail et
en particulier des kV et mA)
73
Technologies des rayons X
IV. FOYER DU TUBE
On appelle FOYER THERMIQUE la surface de l’anticathode (cible) bombardée par le
faisceau d’électrons.
On appelle FOYER OPTIQUE la projection du foyer thermique sur un plan
perpendiculaire à l’axe du faisceau de rayons X émis (surface du foyer thermique vue
côté pièces).
74
Technologies des rayons X
En radiographie, lorsque l’on parle des dimensions du foyer, il s'agit le lus souvent
des dimensions du foyer optique.
Les dimensions des foyers des tubes les plus courants sont de 4x4 mm à 1x1 mm .
Ils existent des tubes avec des foyers allant de 500 jusqu’à 5 μm
Les tubes ayans un foyer de 50à 5 μm sont appelés tubes à MICROFOYER.
V. GENERATEUR ET PUPITRE
Le tube à rayons X à besoin de « périphériques » pour l’alimenter.
Générateur
Doit alimenter le tube à rayons X en haute tension accélératrice et en chauffage
filament .
Peut être couplé directement au tube X (appareils chantier) ou indépendant de
celui ci (appareils d’atelier)
75
Technologies des rayons X
La haute tension appliquée entre la cathode et l’anode peut être de deux types:
• TENSION CONSTANTE
• TENTION AUTO-REDRESSEE
76
Technologies des rayons X
• A titre d’exemple, un tube à tension constante de 300 kV permet de contrôler
des épaisseurs d’acier jusqu’à 80 mm, alors qu’en tension auto- redressée, on
se limitera à des épaisseurs d’acier de 50 mm .
• Les tubes à tension constante sont particulièrement bien adaptés pour des
installations à poste fixe, et autorisent des taux d’utilisation élevés (24 H/24)
• Les tubes à tension auto-redressée sont plus adaptés aux travaux sur
chantier (dimensions et poids réduits), mais présentent souvent
l’incovénient de nécessiter des temps de repos important.
Pupitre
Assure quand à lui :
• La mise en route(clé de sécurité)
• LA commande des kV et des mA
• Les sécurités des kV, mA et KVA , refroidissement
• Les sécurités de Radioprotection (lampes, sécurités des portes, clignotants)
• Le temps de pose (minuterie)
77
Influence des kV et mA sur le spectre de rayonnement
1. INFLUENCE DES Kv
La haute tension appliquée au tube (kV)influe sur la vitesse des électrons se
projetant sur la cible
Une augmentation de la tension permet donc d’obtenir un rayonnement de plus
forte énergie (i.e de longueur d’onde 𝜆 plus faible), donc plus pénétrant.
Rappelons que
12,34
𝜆ₘᵢₙ =
( 𝑒𝑛 Å)
𝑘𝑉
LA HAUTE TENSION (KV) CARACTERISE LE POUVOIR
DE PENETRATION DU RAYONNEMENT x
78
Influence des kV et mA sur le spectre de rayonnement
79
Influence des kV et mA sur le spectre de rayonnement
1I. INFLUENCE DES mA
L’intensité du courant exprimée en mA caractérise le débit d’électrons se projetant
sur la cible.
Une augmentation de ce débit conduit à une augmentation de l’intensité du
rayonnement X émis.
L’INTENSITE DE COURANT DANS LE TUBE CARACTERISE
LA QUANTITE DE RAYONNEMENT X EMIS
80
Influence des kV et mA sur le spectre de rayonnement
81
Loi d’absorption des rayons X
Les rayons X sont atténués en traversant la matière en raison des différentes
interactions possibles que nous venons de citer.
L’atténuation de l’intensité du rayonnement X dépend :
- De la densité du matériaux
- De l’épaisseur totale traversée
- De l’énergie du rayonnement
CAS D’UN RAYONNEMENT MONOCHROMATIQUE
COEFFICIENT D’ABSORPTION LINEAIRE
La loi représentant l’absorption des rayons X est une exponentielle (loi de Beer)
𝐼 = 𝐼₀ . exp (− μ . 𝑥)
82
-
I : Intensité restante
I₀ : Intensité initiale
x : Epaisseur du matériau
e : Base des logarithmes népériens (e=2,718)
μ: coefficient d’absorption linéaire
Loi d’absorption des rayons X
83
Qualité d’Image
On va effectuer un cliché radiographique.
Le demandeur de ce cliché désire que celui-ci ait une qualité donnée, afin d’y
détecter les défauts éventuels intéressants. Il ne s’agit pas que ces défauts soient
masqués par un cliché flou, trop sombre, trop clair etc….
C’est le problème de qualité d’image.
I. DEFINITION de la Q . I
C’est l’aptitude à détecter les défauts éventuels. Cette détection dépend de deux
facteurs:
❑ Définition
❑ Contraste
84
Qualité d’Image
La définition
C’est l’aptitude à séparer deux points très rapprochées
Trois facteurs jouent sur la définition :
▪ Le type de film (grain)
▪ Le flou géométrique
▪ Le diffusé
Le contraste
▪ C’est la différence sur le film entre deux plages de
noircissement ( on di d’une densité différente).
▪ Plus le contraste est grand, plus l’écart entre les
plages est important.
▪ Exemple: Photo noir et blanc (échelle de gris) ,
images plus ou moins contrastées (puls ou moins
dures)
85
Qualité d’Image
Trois Facteurs influent principalement sur le contraste:
▪ Le type de film et conditions de développement.
▪ Le diffusé.
▪ Énergie du rayonnement et tems de pose (kV, mA, T)(filtration du faisceau)
Il est intéressant de noter que le contraste se compose :
1. DU CONTRASTE OBJET : un objet d’épaisseur contraste à un contraste objet
nul.
2. DU CONTRASTE FILM : qui vient renforcer ou adoucir le précédent
permettant de mettre en évidence les défauts faible.
Nous allons étudier les facteurs ayant le plus d’influence sur la qualité d’image.
86
Qualité d’Image
1I. LE FILM
Les films que nous étudierons en détail plus loin, ont une influence considérable sur
la qualité d’image.
Définition et rapidité
▪ Les films ont des grains ( ou plus précisément des amas de grains)plus ou moins
gros. Ceci a une influence capitale sur la définition et inversement sur la rapidité
du cliché (on dit sensibilité)
▪ Gros grains
: Rapidité
Définition faible
▪ Gros grains
: Lent
Bonne définition
▪ Par exemple, un film A sera plus rapide qu’un film MX, mais donnera des images
de moins bonne définition.
87
Qualité d’Image
Contraste
Les fabricants de pellicules sensibles caractérisent celles-ci par une courbe appelée
courbe sensitométrique qui donne les densités en fonction de lumination (doses
reçus).
Rappelons que la densité correspond à un noircissement (on dit opacité) de la
pellicule , c’est-à-dire à la faculté d’arrêter plus ou moins la lumière:
- Une densité 2 ne laisse passer qu’un centième de la lumière
- Une densité 3 ne laisse passer que 1/1000 , etc……
- Un film de densité 3 sera plus noir qu’un film de densité 2.
- On mesure la densité avec un densitomètre.
88
Qualité d’Image
Sur la courbe ci-dessous, on voit bien que pour une même différence de luminations
on aura des différences de densités ( donc de contraste)plus élevées en deuxième
point qu’en premières point , ce qui est plus favorable à l’observation des faibles
défauts.
CONCLUSION : Il est préférable de travailler dans les densités plus fortes, en
contre- partie, les temps de pose seront plus élevés. .
89
Qualité d’Image
111. LE FLOU GEOMETRIQUE
En lumière ordinaire (et ceci est également valable pour les rayons X et  , dès que la
source n’est pas ponctuelle, il y a derrière un objet création d’ombre et de pénombre .
En ce qui nous conserne, cela détériore la qualité d’image en introduisant un flous
géométrique qui détruis la définition l’image.
Calcul du Flou Géométrique
Fg=
dxe
D −e
Dimensions en mm
90
Qualité d’Image
Source non ponctuelle ➔ Zône de pénombre
Flou géométrique = largeur zône de pénombre
▪ La formule ci-dessus est calculée dans le cas le plus défavorable, c’est-à-dire
qu’elle correspond au flou géométrique d’un point P en surface de la pièce.
▪ Le flou géométrique empêche de « séparer » sur le film les images de deux points
P trop proches l’un de l’autre.
▪ L’épaisseur e de la pièce étant ce qu’elle est, on ne peut que jouer sur d et surtout
D, avec en contrepartie une incidence sur le temps de pose.
Calcul de D
▪ Il est souvent demandé de faire une radio
avec un flou géométrique Fg donné
▪ La formule de base peut être adaptée et
donne :
91
D=
dxe
Fg
+e
Qualité d’Image
ATTENTION : pour d
En toute rigueur, losque l’on a un foyer carré ou rectangulaire, il convient de
prendre d comme étant la diagonale de celui-ci (donc la plus grande dimension).
▪ Cas d’une source de forme
rectangulaire
▪ Cas d’une source de forme
carrée.
92
𝒅=
𝒂𝟐 + 𝒃𝟐
𝒅=a 𝟐
( 𝟐=1,414)
Qualité d’Image
1V. LE DIFFUSE
Le diffusé
Lorsqu’un faisceau X ou  traverse un objet à radiographier, une partie des radiations
incidentes est diffusée en tous sens par les atomes qui constituent cet objet
▪ Ce rayonnement diffusé réduit la netteté de l’image (définition) et cause un voile
général qui en affaiblit le contraste.
▪ Ce diffusé sera d’autant plus important que les pièces à radiographier seront
d’épaisseur importante et densité élevée.
▪ Le rayonnement mous (grandes ) favoriseront également l’apparition de ce diffusé.
▪ On peut avoir plus de diffusé que le rayonnement résiduel.
93
Qualité d’Image
Diffusé par l’environnement
La proximité des murs ou d’objets divers peut créer du rayonnement X ou  diffusé
Les salles d’irradiation doivent donc être convenablement rangées.
94
Qualité d’Image
Diffusé par la piéce
La traversée de la pièce par le rayonnement primaire provoque du diffusé
Ce diffusé peut être en partie éliminée par les écrans renforçateurs au plomb ou par
les filtres.
La géométrie de la pièce peut parfois provoquer un diffusé important que l’on peut
atténuer à l’aide des masques de grenaille de plomb ou des pièce de compensation.
95
Qualité d’Image
V. LE RETRODIFFUSE
Il s’agit au diffusé derrière le film.
Il est fortement atténué en utilisant une feuille de plomb de 2 à 4 mm d’éapisseur
servant de blocage.
96
Qualité d’Image
VI. FLOU TOTALE
Le flou totale est définit de la manière suivante :
ft =
fg 2 + fi2 + fd2
-
fg : Flou géométrique
fi : Flou interne
fd : Flou dû ou diffusé
Le flou interne est dû à l’interaction des électrons arrachés dans les écrans ou dans
les film et qui ont suffisamment d’énergie pour impressionner plusieurs grains
d’halogénures d’argent.
On dit que les photons de forte énergie "donnent du grain ".
97
Contrôle de la Q. I
Pour estimer la qualité d’un cliché radiographique, on se base sur la perception des
détails de l‘image produite sur le même cliché par un Indicateur de Qualité
d’Images « IQI« .
❖ 1 ͤ ͬ ͤ Règle impérative
L’IQI doit être fabriqué dans le même matériau que celui de la pièce à radiographier
❖ 2 ͤ ͬ ͤ Règle impérative
L’IQI doit être placé sur la pièce côté source de rayonnement (des dérogations
particulières peuvent être accepté dans des cas particuliers).
❖ Nous insistons sur le fait que l’IQI n’est qu’un moyen de contrôler la bonne
exécution du cliché.
- Il n’est pas là pour mesurer les dimensions des défauts perceptible
(erreur courante).
- Il permet, pour celui qui a demandé le cliché et celui qui l’a exécuté de
parle le même langage.
98
Les différents I.Q. I
1. INDICATEURS À FILS
La norme NF EN ISO 19232-1 « Essais non destructifs - Qualité d'image des
radiogrammes Partie 1 : Détermination de l'indice de qualité d'image à l'aide
d'indicateurs à fils », spécifie un dispositif et une méthode de détermination de la
qualité d’image de radiogrammes en utilisant des indicateurs de qualité d’image à fils.
▪ Spécification des indicateurs de qualité d’image à fils
➢ Dimensions, désignation
Dimensions en millimètres
Légende
l : longueur des fils
s : écartement des fils (entre axes)
a : Espace pour marquage d’identification
Indicateur de qualité d’image (à fils)
99
Les différents I.Q. I
Le système d’IQI est basé sur une série de 19 fils dont les différents diamètres,
les tolérances et les numéros de fils sont spécifiés dans le tableau suivant .
Cette série de fils est partagée en quatre groupes (avec des recouvrements) de
sept fils de numéros consécutifs, à savoir W 1 à W 7, W 6 à W 12, W 10 à W 16 et
W 13 à W 19. Dans un IQI, les sept fils, d’égale longueur, sont disposés
parallèlement les uns aux autres, chaque fil ayant une longueur uniforme, l, de 10
mm, 25 mm ou 50 mm .
La désignation complète peut être abrégée et réduite au numéro du fil le plus
épais de l’IQI (par exemple W 10) et au matériau du fil (par exemple FE), quand
la référence à la présente partie de l’ISO 19232 est évidente.
EXEMPLE : W 10 FE .
100
Les différents I.Q. I
Numéros des fils, diamètres et tolérances
101
« Dimensions en millimètres »
Les différents I.Q. I
➢ Matériau
Tous les fils d’un même IQI doivent être du même matériau. Ils doivent être disposés
dans une enveloppe protectrice constituée d’une matière qui ne doit pas affecter
l’indice de qualité d’image. Voir le Tableau suivant pour les matériaux utilisables pour
les fils.
➢ Marquage de l’IQI
Le marquage apposé sur l’IQI doit fournir les informations suivantes:
a) numéro du fil le plus épais (1, 6, 10 ou 13), indiqué à côté du fil le plus épais;
b) lettres d’identification du matériau utilisé, par exemple FE;
c) lettres ISO.
EXEMPLE
10 FE ISO
Les IQI ayant les lettres EN sont considérés comme étant identiques aux IQI ayant
les lettres ISO.
L’image radiographique du marquage ne doit pas provoquer d’éblouissement lors
de la lecture. Il est recommandé que le pouvoir absorbant du marquage ne dépasse
pas le double de celui du fil le plus épais.
102
Les différents I.Q. I
Types d’IQI et matériaux du fil utilisés pour les groupes de matériaux
correspondants
103
Les différents I.Q. I
▪ Utilisation des indicateurs de qualités d’image
➢ Choix
Les critères de choix d’un IQI doivent être le matériau soumis à essai et l’indice de
qualité d’image escompté ou requis.
➢ Disposition
Lors de l’examen radiographique, l’IQI doit être placé sur la surface de la partie
soumise à essai la plus proche de la source de rayonnement et la plus éloignée du
détecteur.
Si cela n’est pas possible, l’IQI peut être placé sur la surface de la pièce soumise à essai,
côté détecteur.
Pour indiquer que ce montage a été utilisé, l’image d’une lettre F doit être lisible sur le
radiogramme, à proximité du marquage de l’IQI.
L’IQI doit être disposé sur l’objet à un endroit où l’épaisseur est aussi uniforme que
possible.
Des dispositions de mise en place spéciales de l’IQI peuvent être indiquées dans les
normes d’application.
104
Les différents I.Q. I
▪ Détermination de l’indice de qualité d’image
La détermination de l’indice de qualité d’image doit se faire dans les conditions de
lecture des radiogrammes spécifiées dans l’ISO 5580.
Le numéro du fil le plus mince clairement visible sur le radiogramme doit être utilisé
comme indice de qualité d’image.
L’image d’un fil est considérée comme visible si l’on peut voir une longueur continue
d’au moins 10 mm
En général, l’indice de qualité d’image doit être déterminé pour chaque radiogramme
pour lequel une vérification de la qualité d’image est requise.
▪ Nombre de plage visible
Le nombre de fils visibles est déterminé par un examen visuel à l’aide d’un
négatoscope. Un fil considéré comme visible s’il est vu sur la totalité de sa longueur .
105
Les différents I.Q. I
▪ Expression des résultats
La qualité d’image est caractérisée de façon conventionnelle par l’épaisseur du
gradin le plus mince donc le ou les fils sont déclarés visibles.
Les codes ou exigences imposent la qualité d’image, elle généralement suffisante si
é𝒑𝒂𝒊𝒔𝒔𝒆𝒖𝒓 𝒅𝒖 𝒇𝒊𝒍 𝒍𝒆 𝒑𝒍𝒖𝒔 𝒇𝒊𝒏 𝒅é𝒕𝒆𝒄𝒕é
𝟐% =
é𝒑𝒂𝒊𝒔𝒔𝒆𝒖𝒓 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒑𝒊è𝒄𝒆
106
Les différents I.Q. I
11. INDICATEURS À TROUS ET À GRADINS
La norme NF EN ISO 19232-2 « Essais non destructifs - Qualité d'image des
radiogrammes Partie 2 : Détermination de l'indice de qualité d'image à l'aide
d'indicateurs à trous et à gradins, spécifie un dispositif et une méthode de
détermination de la qualité d’image de radiogrammes utilisant des indicateurs de
qualité d’image à gradins et à trous.
▪ Spécification des indicateurs de qualité d’image à gradins et à trous
➢ Dimensions et désignation
Dimensions en millimètres
Indicateur de qualité d’image à gradins et à trous
107
Les différents I.Q. I
Le système IQI est basé sur une série de 18 gradins d’épaisseurs différentes et de
trous de diamètres correspondants spécifiés dans le Tableau suivant avec les
tolérances et les numéros de trous.
Ces gradins et trous sont répartis en quatre plages de six numéros de trous
consécutifs, se chevauchant, à savoir H 1 à H 6, H 5 à H 10, H 9 à H 14 et H 13 à H 18.
La désignation d’un indicateur de qualité d’image doit comprendre les lettres IQI, le
numéro de la présente partie de l’ISO 19232, le numéro du plus petit trou spécifié
dans le Tableau 1 (par exemple H 5) et le symbole du matériau de l’IQI (par
exemple FE).
EXEMPLE
108
IQI ISO 19232-2-H 5 FE
Les différents I.Q. I
Numéros et diamètres des trous, épaisseurs des gradins et tolérances en fonction de la plage d’IQI
109
« Dimensions en millimètres »
Les différents I.Q. I
➢ Matériau
Toutes les parties de l’IQI doivent être du même matériau et noyées dans un
revêtement protecteur qui ne doit pas affecter l’indice de qualité d’image.
Voir le Tableau suivant pour les matériaux d’IQI courants
➢ Marquage
Le marquage apposé sur l’IQI doit fournir les informations suivantes:
a) numéro du plus petit trou marqué à côté de celui-ci;
b) lettres d’identification du matériau d’IQI utilisé, par exemple FE;
c) lettres ISO.
EXEMPLE
H 5 FE ISO
Les IQI ayant les lettres EN sont considérés comme étant identiques aux IQI ayant les
lettres ISO.
110
Les différents I.Q. I
Types d’IQI et de matériaux utilisés pour les groupes de matériaux
correspondants
111
Les différents I.Q. I
▪ Utilisation des indicateurs de qualités d’image
➢ Choix
L’IQI doit être choisi en fonction du matériau soumis à essai et de ses épaisseurs.
Chaque fois que possible, l’IQI doit être du même type de matériau que la pièce
soumise à essai.
➢ Disposition
Lors de l’examen radiographique, l’IQI doit être placé sur la surface de la partie
soumise à essai la plus proche de la source de rayonnement et la plus éloignée du
détecteur.
Si cela n’est pas possible, l’IQI peut être placé sur la surface de la pièce soumise à essai,
côté détecteur.
Pour indiquer que ce montage a été utilisé, l’image d’une lettre F doit être lisible sur le
radiogramme, à proximité du marquage de l’IQI.
L’IQI doit être disposé sur l’objet à un endroit où l’épaisseur est aussi uniforme que
possible.
Des dispositions de mise en place spéciales de l’IQI peuvent être indiquées dans les
normes d’application.
112
Les différents I.Q. I
▪ Détermination de l’indice de qualité d’image
La détermination de l’indice de qualité d’image doit se faire dans les conditions de
lecture des radiogrammes spécifiées dans l’ISO 5580.
Le numéro du plus petit trou clairement visible sur le radiogramme doit être utilisé
comme indice de qualité d’image.
Lorsqu’un gradin contient deux trous, les deux doivent être clairement visibles.
En règle générale, l’indice de qualité d’image doit être déterminé pour chaque
radiogramme lorsque l’examen radiographique exige une vérification de la qualité
d’image.
▪ Nombre de plage visible
Le nombre de trous visibles est déterminé par un examen visuel à l’aide d’un
négatoscope. Si la plage comporte 2 trous, elle sera considérée comme vue si les deux
trous sont détectés.
113
Les différents I.Q. I
▪ Expression des résultats
La qualité d’image est caractérisée de façon conventionnelle par l’épaisseur du
gradin le plus mince donc le ou les trous sont déclarés visibles.
Les codes ou exigences imposent la qualité d’image, elle généralement suffisante si
é𝒑𝒂𝒊𝒔𝒔𝒆𝒖𝒓 𝒅𝒖 𝒇𝒊𝒍 𝒍𝒆 𝒑𝒍𝒖𝒔 𝒇𝒊𝒏 𝒅é𝒕𝒆𝒄𝒕é
𝟓% =
é𝒑𝒂𝒊𝒔𝒔𝒆𝒖𝒓 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒑𝒊è𝒄𝒆
114
Les différents I.Q. I
111. INDICE DE VISIBILITE
■ Prendre les 2% (Fil) ou les 5% (Trou) de l’épaisseur à radiographier pour
trouver le diamètre du fil ou trou qui correspond à la note zéro. Le numéro de ce
fil ou de ce trou s’appellera n0.
■ Au moment de la lecture du radiogramme, on compte le nombre de fils ou
plages (trous) visible, le numéro du plus petit fil ou de la plus petite plage
s’appellera n1.
La note ou l’indice de visibilité sera égal à :
n = n 1 - n0
► Si n est positif ou égal à zéro, la qualité d’image est bonne.
► Si n est négatif, la qualité d’image est insuffisante.
115
Les différents I.Q. I
IV. SENSIBILITE I.Q.I
La sensibilité S en % est donnée par la formule suivante :
S% =
Ф 𝑑𝑢 𝑝𝑙𝑢𝑠 𝑝𝑒𝑡𝑖𝑡 𝑓𝑖𝑙 𝑣𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒
Ф 𝑑𝑢 𝑝𝑙𝑢𝑠 𝑝𝑒𝑡𝑖𝑡 𝑡𝑟𝑜𝑢 𝑣𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒
é𝑎𝑝𝑖𝑠𝑠𝑒𝑢𝑟 à 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜𝑔𝑎𝑟𝑝ℎ𝑖𝑒𝑟
x 100
Plus la sensibilité est petite
Plus la qualité d’image est grande
116
Films et laboratoire
L’enregistrement de l’image radiographique peut se faire à l’aide d’un négatif appelé
film. Le procédé le plus employé est l’utilisation d’un film radiographique .
Le choix du film , l’utilisation de celui-ci et enfin son développement sont autant
d’étapes pour l’obtention d’une image de qualité.
1. LE FILM RADIOGRAPHIQUE
Il est constitué d’une feuille de plastique transparent recouvert sur ses deux faces
(parfois une seule) par de la gélatine contenant des grains de sels d’argent
(généralement du Bromure d’Argent).
coupe d'un film
117
Films et laboratoire
Classification
Les films sont classés en fonction de leur sensibilité. La sensibilité se déduit de la
valeur de l’exposition nécessaire pour obtenir, après traitement, une densité nette
égale à 2.0 par application de la formule suivante:
10−2
𝑺=
𝑿
A NE PAS CONFONDRE AVEC SENSIBILITE DE DETECTION
Les films peuvent être caractérisés par la grosseur des grains de Bromure d’Argent.
Plus les grains sont gros, plus le film aura une réponse rapide (il sera plus sensible).
Par contre sa définition (finesse de l’image) sera moins bonne.
La rapidité relative des différents films est fonction des conditions de prise de cliché
Energie, présence d’écran ….)
118
Films et laboratoire
A titre d’exemple, dans le cas d’utilisation de films entre écrans ou plomb et d’un tube
de 200 kV, on obtient les valeurs suivantes « Donnée constructeur développement
manuel »
KODAK
AX : 1
MX : 2,4
M :4
R :9
AGFA GEVAERT
D7 : 0,9
D5 : 1,8
D4 : 3,6
D2 : 13
Ce tableau est approximatif car il faut savoir que les rapidités relatives varient
légèrement avec l’Energie du Rayonnement X ou .
D’autre part, l’expérience montre que les qualités de fabrication des pellucules
sensibles varient dans une fourchette de l’ordre de 10%.
Conditionnement
Différents conditionnements sont proposés :
• Boite de 100
119
Films et laboratoire
• Ready pack: Chaque film est enfermé dans une
pochette hermétique.
Facilité d’emploi, mais plus cher.
• Lead pack: En pochette numérique
Film entouré de 02 écrans de plomb.
Boite de 100 films VACUPAC – sous vide avec écrans plomb 0,027 mm
• En rouleau: Pour usage bien particuliers
(contrôle de longues soudures sur des
tubes , chaudières , etc….)
ROLLPAC Pb – Film en rouleau – avec écrans plomb incorporés
120
Films et laboratoire
• Différents Formats: selon l’usage que l’on veut faire.
Ne pas oublier la partie importante que prend le film dans le prix de revient d’un
radiographie. Donc, choisir les dimensions du film en fonction de la pièce à
radiographier.
Stockage
• Doit se faire à une température < 25°C et au sec
• Doivent être tenus à bonne distance des sources de rayonnements et, si
nécessaire, en tiroir et boite blindés (Pb).
Si non , formation de voile parasite sur les films.
• Éviter de stockés la où se trouvent les produits volatils.
• Stocker les boites en position verticale.
1I. TRAITEMENT DU FILM
• Une radiographie ayant été effectuée, le film placé derrière l’objet a reçu une
certaine quantité de Rayonnement, quantité qui varie en fonction de l’épaisseur
de matériau traversée.
121
Films et laboratoire
• Sous l’effet de ces rayons X ou , les grains de bromure d’argent, qui ont été
touchés, ont été légèrement modifiés dans leur composition : c’est l’ IMAGE
LATENTE. Celle-ci est invisible pour nous, il faut donc, par un traitement
chimique approprié, rendre visible cette image latente.
C’est le TRAITEMENT du film dont les étapes sont décrites ci après et dont le
processus s’exécutera en Chambre noire.
• L’image, après développement, est constituée de juxtaposition des grains d’argent
métallique.
Le développement est constitué de plusieurs étapes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
122
Révélateur
Bain d’arrêt
Fixateur
Rinçage
Agent mouillant
Séchage
Films et laboratoire
123
Films et laboratoire
1. Révélateur
Le but du révélateur est de transformer les grains impressionnés en argent métallique par
attaque préférentiel de sites métastables.
Il faut agiter les films pour renouveler le révélateur à proximité de ceux-ci.
Si la température du révélateur augmente, la rapidité de développement augmente aussi. Il est
possible de modifier la température et le temps de développement, mais ceci joue sur les
caractéristiques du film. La plage de température est généralement comprise entre 18 et 24°C.
Lorsque l’on utilise un développement manuel, on régule le révélateur à 20°C et le temps de
développement est de 5 mn, il est possible d’augmenter le temps de développement jusqu’à
environ 8 mn sans trop modifier les caractéristiques du film. Le révélateur perd rapidement de
son efficacité et il est nécessaire de le regénérer. Après une régénération, le révélateur doit être
changé.
124
Films et laboratoire
2. Bain d’arrêt
Après le temps de révélation, on trempe le film dans un bain d’arrêt constitué soit d’eau
additionnée d’acide acétique, soit simplement d’eau renouvelée.
Ce bain n’a pas d’influence sur le développement mais protège le fixateur de la pollution par
le révélateur.
3. Fixateur
Le fixateur comme son nom ne l’indique, fixe les grains d’argent métalliques.
Pour faire, il élimine les sels d’argent non développés, laisse l’argent sous forme d’image et
durcit la gélatine.
La durée d’immersion dans le fixateur conditionne, en partie la conservation du film.
En traitement manuel, le temps de traitement dans le fixateur est environ 15 mn.
Le film perd sa couleur jaune pour prendre sa teinte définitive à la fin du temps
d’éclaircissement (# 1mn). Au bout de 3 à 5 mn, le film peut être interprété et replongé
dans le fixateur.
125
Films et laboratoire
4. Rinçage
Le rinçage élimine toutes les traces de produits chimiques pouvant continuer de réagir
avec le film. Le rinçage doit être soigné dans un bac avec renouvellement d’eau.
La température de l’eau n’est pas critique et sera comprise entre 16 et 24°C. La durée de
rinçage est comprise entre 20 et 30 mn.
Un bon rinçage améliore considérablement la durée de conservation du film.
5. Agent mouillant
Le film est trempé dans un bac d’eau additionnée d’agent mouillant. Ce bain évite, durant le
séchage, la formation des gouttes d’eau et par conséquent, des traces de calcaire sur le film
6. Séchage
Le séchage peut s’effectuer à la température ambiante, mais le temps de séchage devient
très long. Une enceinte thermostatée avec circulation d’air de haut en bas permet en
séchage d’environ 30 mn, Le séchage est complet lorsque les parties du film en contact avec
les cadres sont parfaitement sèches. la sécheuse à rouleau est idéale.
126
Films et laboratoire
7. Dans le cas d’un laboratoire de développement manuel, on peut s’inspirer du plan ci-dessous :
127
Films et laboratoire
RévélateurFixateur
BANDES PMC Pré-exposées NDT
Bandes pré-exposées pour le contrôle et surveillance du développement des
films dans la chimie (automatique ou manuel)
La bande de contrôle de traitement certifiée est un outil pratique, rapide et
fiable, permettant de surveiller la qualité du système de traitement du film et
de confirmer sa conformité aux normes des classifications de systèmes.
Boite de 25 films pour le contrôle
des systèmes films
128
Films et laboratoire
Conditions de traitement manuel d’un
film
Action
Table
B - TRAITEMENT DU FILM
APREPARATION
C-EXPLOITATION
129
Lumière
Chargement des films et
écrans de plomb
Sèche
Déchargement des films et
mise en cadre
Humide
1 – Révélation
Agitation des cadres
pendant 10 s par minute
eau
18°
19°
20°
21°
22°
23°
24°
6 minutes
5 minutes 30 secondes
5 minutes
4 minutes 30 secondes
4 minutes
3 minutes 30 secondes
3 minutes
2 - Rinçage
Agitation et acide acétique
20°
1 minutes
3 - Fixage
Retrait, réinterprétation
après
5 minute
20°
20 à 40 minutes en
lumière blanche
4 - lavage
Eau courante
16° à 20°
5 - séchage
Mesure et lecture densité
Inactinique
Air ambiant
1 à 4 heures
Machine
70° maxi
Interprétation , Archivage
Sèche
15 à 60 minutes
Les écrans
Il existe deux types d’écrans:
❖ Les écrans métalliques (généralement en plomb)
❖ Les écrans fluorescents.
On rencontre également des écrans fluorométalliques qui sont une combinaisons des
deux.
Ecrans en plomb
Les écrans en plomb combinent les deux avantages suivant
➢ Ils absorbent les radiations de basse énergie (rayonnement diffusés et
secondaire.
➢ Ils sont ionisés par le rayonnement et les électrons Compton arrachés
impressionnent le film beaucoup plus sûrement que les photons. De ce fait, ils
réduisent le temps de pose. Le facteur de renforcement des écrans au plomb
dépend de la nature du rayonnement, du type de pièce.
130
Les écrans
Pour que l’effet renforçateur et l’effet de filtration soient efficaces, il faut :
➢ Un très bon contact entre écrans et film,
➢ Des écrans propres et non rayés
➢ une énergie suffisante des photons incidents(E > 100 KeV)
Ecrans fluorecents
Ces écrans émettent par fluorescence des radiations de faible longueurs d’ondes (UV,
bleu, vert). Ce sont des radiations qui impressionnent le film. Le temps de pose peut
être considérablement diminué, ceci au détriment de la qualités d’image.
Filtre
Les filtres sont utilisés pour modifier la nature des rayonnement. Les épaisseurs des
filtres en plomb varient généralement de 0,5mm à 2,5 mm.
131
Les écrans
Ils peuvent être situés entre ls source et la pièce pour durcir le rayonnement et, dans
le cas, il augmentent la latitude et diminuent le contraste. Des filtres en cuivre snt
généralement utilisés pour des tubes à rayons X : ils durcissent le rayonnement et
améliorent la qualité d’image pour des pièces épaisses.
Des filtres en plomb sont utilisés pour les rayons . Ils peuvent être situés entre la
pièce et le film pour limiter le diffusé créé par la pièce.
Blocage
Le blocage est constitué d’une plaque de plomb (2 à 3 mm) placés derriére le ou les
films.
Le rôle du blocage est d »éviter que le rayonnement rétrodiffusé vienne
impressionner le film.
Le blocage est indispensable pour obtenir une bonne qualité d’image.
132
Les écrans
1. CONSTITUTION DES CASSETTES
Il est courant d’utiliser pour prendre un cliché, une méthode en simple film, ou en
double film, avec ou sans écran.
Les cassettes correspondantes sont constituées de la maniére suivantes:
Simple film entre écran
Double film entre écran
133
Les écrans
Les écrans renforçateurs sont généralement en plomb. L’épaisseur est fixée dans
certains cahier des charges. On peut s’inspirer du tableau suivant (valable pour l’acier)
X
<140 KV
X
140 -200
X
140 -400
Ir 192
Co 60
X
>1 MeV
Antérieur
0
0,05
0,1
0,10
0,2
0,2
Postérieur
0,10
0,10
015
0,15
0,25
0,25
0
0,05
0,05
0,10
0,10
0,25
Sources
mm
intermédiaire
Les écrans salins diminuent fortement le temps de pose, mais diminuent aussi la
qualité d’image. Ils ne sont pas conseillés.
Lorsque l’on utilise un filtre postérieur (postérieur à la pièce), le filtre est placé dans la
cassette pour éviter sa détérioration.
La cassette se compose de la manière suivantes:
134
Les écrans
les filtres sont utilisés pour deux raisons précisent:
✓ Limitation du diffusé par la pièce (uniquement pour de fortes épaisseurs).
✓ Augmentation de la latitude d’exposition (dans ce cas, ils peuvent être
antérieurs à la pièce). Leurs épaisseurs varient de 1 à 3 mm de plomb.
Dans certain cas, d’autres métaux sont utilisés.
Le blocage (situé derrière les films) limite le rétrodiffusé.
135
Les écrans
Il est possible de calculer l’augmentation
du temps de pose en considérant une
épaisseur équivalente d’acier qui dépend
du diffusé, donc de l’épaisseur de la
pièce.
11. DIAPHRAGME ET MASQUE
❑ Le diaphragme: placée en sortie du tube X ou de la source (on l’appelle aussi
collimateur ou localisateur), il limitera le faisceau utile aux dimensions de la pièces
à radiographier et évitera ainsi les diffués aux réflexions sur les objets
environnants.
❑ Le masque: fabriqué généralement en plomb et placé autour de la pièce, il limitera
le diffusé qui détériore de façon considérable l’image des bords de la pièce.
136
Les écrans
MASQUE
137
DIAPHRAGME
Calcul des temps d’expositions
1 ° Cas : Rayons  (avec abaque)
T = temps d’exposition en heure
Q = Facteur d’exposition en Ci . h à 1 m
(voir abaque Acier /Iridium/Autres sources )
D = Distance source – film en mètre
K = coefficient de rapidité des films
N = Facteur correctif de densité
∆=1
N = 0,49
∆ = 1,5
N = 073
∆=2
N=1
∆ = 2,5
N = 1,2
∆=3
N = 1,4
∆ = 3,5
N = 1,7
A = Activité de la source en Ci
138
Calcul des temps d’expositions
Abaque : Ir 192
139
Calcul des temps d’expositions
Abaque : Co 60
140
Calcul des temps d’expositions
2 ° Cas : Rayons X (avec abaque)
T = temps d’exposition en minute
Q = Facteur d’exposition en mA.mn à 0,7 m
(voir abaque Acier /Aluminium/Autres matériaux )
D = Distance source – film en mètre
K = coefficient de rapidité des films
N = Facteur correctif de densité
∆=1
N = 0,6
∆ = 1,5
N=1
∆=2
N = 1,4
∆ = 2,5
N = 1,9
∆=3
N = 2,3
∆ = 3,5
N = 2,6
mA = Débit maximale du tube à rayons X
141
Calcul des temps d’expositions
Abaque : tube à rayons X
142
les constantes de calculs
Couche de demi - atténuation : CDA
Epaisseur de la couche d’une substance absorbante déterminée qui, interposée sur le
trajet d’un faisceau étroit de rayonnement donné, réduit de moitié la valeur d’une
grandeur liée au rayonnement (débit d’exposition, débit de dose absorbée).
X1/2
-
De l’énergie de rayonnement
-
De la nature du matériaux traversée
Elle s’exprime en mm
Constante spécifique de rayonnement 
Valeur de débit d’exposition (exprimé en coulombs par kilogramme-seconde) mesuré
à 1 mètre d’un nucléide émetteur gamma dont l’activité est de 1 becquerel
Γ
143
Elle s’exprime en R.h-1.Ci-1 à 1m
les constantes de calculs
Rayons 
Rayons 
Radioéléments
T
Energie
moyenne
en MEV
0,205
0,296
0,309
0,316
0,468
0,484
0,588
0,604
0,612
Période
Constante
Spécifique en
R.h-1.Ci-1 à 1m
Constante
Spécifique en
nA.Kg-1.Gbq-1 à 1m
X1/2
X1/10
Epaisseur de
demi-atténuation
en mm
Epaisseur de
déci-atténuation
en mm
Béton
ρ: 2,35
Acier
ρ: 7,8
Plomb
ρ: 11,35
Béton
ρ: 2,35
Acier
ρ: 7,8
Plomb
ρ: 11,35
74 jours
0,05
0,97
60
12
4
180
40
12
1,17
1,33
5,27 ans
1,31
2,54
100
21
13
250
66
41
0,660
0,660
33 ans
0,35
0,68
80
18
9
220
50
19
0,084
0,084
127 jours
0,0045
0,0087
10
1,3
0,13
-
6,3
1,3
Iridium 192:192 Ir
0,35
Cobalts 60:60 Co
1,25
Césium 137:137 Cs
Thulium 170:170 Tm
144
Energie 
en MEV
Γ
les constantes de calculs
Rayons X
Rayons X
Tension du tube à rayons X
(débit 1 mA )
kV
145
Constante spécifique en R.h-1.mA-1 à 1m
Epaisseur de demi-atténuation en mm
Filtre inhérente
Fenêtre de béryllium
25
313
50
688
75
1000
100
1250
125
1250
150
1375
200
X1/2
Γꭓ
Béton
ρ: 2,35
Acier
ρ: 7,8
Plomb
ρ: 11,35
-
7
0,6
0,1
50
10
18
1,5
0,3
140
105
35
215
170
75
26
7
0,6
31
16
1,7
0,07 mm de cuivre
0,1 mm de cuivre
O,5 mm de cuivre
-
-
20
10
70
-
250
115
300
170
les constantes de calculs
Epaisseur équivalente Rayons 
L’usage des filtres est généralement imposé en fonction de l’épaisseur à radiographier.
Sources
Iridium 192
Cobalt 60
Epaisseur à radiographier
Xf
X < 30 mm
0,5mm
30 mm < X < 60 mm
1mm
X > 60 mm
2mm
------------
1mm
Attention!!!: il y a des abaques qui ne tiennent pas compte de l’épaisseur du filtre.
Calcul de l’épaisseur équivalente d’un matériau en acier ordinaire
X e = X x Ce
146
-
Xe = Epaisseur équivalente d’un matériau en acier ordinaire
-
X = Epaisseur réelle du matériau à radiographier
-
Ce = Coefficient d’épaisseur équivalente en acier ordinaire
les constantes de calculs
TENSIONS OU ENERGIES
Ce
50
kV
100
kV
150
kV
200
kV
250
kV
3000
kV
350
kV
Ir
192
Cs
137
Co
60
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Acier inox
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
Aluminium 100
0,08
0,08
0,12
0,18
0,18
0,35
0,35
0,35
Aluminium 2024
0,12
0,12
0,13
0,14
0,35
0,35
0,35
1,5
1,5
1,5
1,4
1,4
1,4
1,2
1,1
1,1
1,4
1,3
1,3
1,3
1,3
1,1
1,1
1,1
0,05
0,07
0,09
Plomb
14
12,5
11
10
7,5
4
3,2
2,3
Zinc
1,4
1,3
1,3
1,3
1,3
1,1
1
1
2
1,9
1,7
1,6
1.5
18
16
14
12
Matériaux
Acier ordinaire
Cuivre
Laiton
Magnésium
Zirconum
Uranium
147
0,05
0,05
2,4
Récapitulatif :Faire une « Radio »
1. CHOIX DES PARAMETRES
❖ Choix du Film
❖ Choix de la distance, en fonction du flou géométrique et du temps de pose
disponible.
❖ Choix de l’ IQI
❖ Calcul du temps d’exposition.
11. MISE EN PLACE
Mettre successivement en place
❖ L’écran AR anti-rétrodiffusé
❖ Film dans la cassette.
❖ L’échantillon
❖ IQI et repérage du cliché (chiffres et lettre en plomb).
❖ Masque en plomb (éventuels) autour de la pièce
148
Récapitulatif :Faire une « Radio »
❑ Pour les  : montage du projecteur
❖ Montage de la télécommande (en PREMIER).
❖ Montage de la gaine d’éjection
Ne pas oublier l’embout d’éjection ou le collimateur
❖ Positionner l’embout d’éjection à bonne distance du film.
Centrer le collimateur.
111. PRISE DU CLICHET
❑ Pour les  :
❖ Ouvrir l’obturateur (le voyant se met au rouge)
Ne plus passer devant l’appareil)
❖ Evacuer les lieux
❖ Sortir la source (compter les tours)
❖ Mettre en marche le chronomètre
149
Récapitulatif :Faire une « Radio »
1V. FIN DU CLICHET
❑ Pour les  :
le temps de pose étant passé, il s’agit de récupérer le film pour le développer.
❖ Rentre la source (compter le nombre de tours) .
❖ Vérifier à distance que le voyant est au vert (il doit s’y mettre
automatiquement lorsque le projecteur est ne position automatique)
❖ Retirer la clé
❖ Rendre la cassette.
V. DEVELOPPEMENT
Attention à ne pas abimer le film los des manipulations de celui-ci.
❖ Vérifier soigneusement la température du révélateur.
150
Récapitulatif :Faire une « Radio »
V1. VERIFICATION
Une fois sec, vérifier:
❖ La qualité d’image (IQI)
❖ La densité (densitomètre).
❖ Stocker en lieu sur (archivage)
151
Accessoires de vérification
 Vérification de la densité après
exposition à travers un densimètre.
Analyse des films au moyen
d’un négatoscope.
152
Accessoires de radioprotection
Balise X et Gamma de chantier
Dosimètre
Radiamétre
Matérialisation des zones
153
Consignes de radioprotection
▪ Vu la dangerosité des rayons X et gamma, certaines
consignes doivent être respectées
Une chambre noire protégée en plomb.
Une porte blindée.
Un balisage autour de la chambre.
Des écrans renforçateurs.
Un dosimètre.
154
Techniques radiographiques



155
Single Wall Single Image(SWSI)
Double Wall Single Image(DWSI)
Double Wall Double Image(DWDI)
Techniques radiographiques

Single Wall Single Image(SWSI)
Panoramic
Techniques radiographiques


Single Wall Single Image(SWSI)
Double Wall Single Image(DWSI)
Techniques radiographiques



Single Wall Single Image(SWSI)
Double Wall Single Image(DWSI)
Double Wall Double Image(DWDI)
Techniques radiographiques
DWSI
DWDI
Techniques radiographiques
Identification
 Unique identification
RW1
Techniques radiographiques
Identification
 Unique identification
 Pitch markers
A
B
RW1
Techniques radiographiques
Identification
 Unique identification
 Pitch markers
 IQI’s
A
B
RW1
Techniques radiographiques
 Le contrôle radiographique de soudures
circulaires de tubes de diamètre extérieur
compris entre 30 mm et 100 mm est
réalisé par un tir en ellipse ou projection
elliptique. La source est décalée d'une
distance DES par rapport à l'axe de la
soudure. Deux expositions décalées à 90°
sont réalisées pour le contrôle complet de
la soudure.
 Le temps de pose est déterminé sur les
deux épaisseurs du tube traversées. La
qualité d'image est déterminée à partir de
la somme des deux épaisseurs de parois
du tube.
 L'interprétation des deux cordons est
réalisée simultanément.
163
Techniques radiographiques
•
•
•
•
•
Le contrôle radiographique de
soudures circulaires de tubes de
diamètre extérieur compris entre 90
mm et 500 mm est réalisé par un tir
au contact.
La source est placée sur la paroi
extérieure du tube et le film est placé
sur la paroi extérieure à l'opposé de la
source.
Plusieurs expositions sont réalisées
pour le contrôle complet de la
soudure.
Le temps de pose est déterminé sur
les deux épaisseurs du tube traversées.
La qualité d'image est déterminée à
partir de l'épaisseur de la paroi du
tube avec sa surépaisseur de cordon.
164
Cas pratiques
Contrôle des soudures
GAZODUC
165
Contrôles par radiographie
d'une qualification soudeur
Cas pratiques
G
A
Z
O
D
U
C
166
Cas pratiques
Contrôle des soudures à la
Centrale thermo solaire
Lancement du crawler dans pipeline
Développement des films
167