Le Contrôle Non Destructif (CND) vise à détecter des défauts dans les structures pour lesquelles la sécurité d’opération est primordiale (nucléaire, aéronautique, ferroviaire, pétrole…).
En contrôle par ultrasons, il existe 2 catégories de capteur principales : avec couplage (capteur piézoélectrique) et sans couplage. Parmi ces derniers, les EMAT (ElectroMagnetic Acoustic Transducer) présentent plusieurs avantages. Leur mise en œuvre est relativement accessible, ils sont potentiellement sans contact et capable de générer une grande variété de types d'ondes élastiques tout en étant relativement insensibles à un état de surface complexe.

Un EMAT est généralement constitué d'une bobine alimentée d'un courant alternatif générant des courants de Foucault dans le matériau conducteur à inspecter, auxquels est superposé un champ magnétique statique induit par un aimant permanent. Cela résulte en des sources électromagnéto-élastiques dynamiques produisant à leur tour des ondes élastiques pouvant se propager dans le volume ou à la surface du matériau.

De nombreuses applications, comme les contrôles à grande vitesse ou en environnement sévère (haute température…) excluant l’utilisation de couplant, pourraient bénéficier de ce type de technologie. Cependant, la transduction EMAT est de faible rendement par nature et il est donc primordial d’optimiser la conception du capteur et de sa chaîne d'acquisition. Cela implique :
- la maîtrise du système de génération des signaux électriques transmis à la bobine et de son adaptation d’impédance pour maximiser le transfert d’énergie dans la bobine,
- la conception optimisée de la bobine afin de maximiser l’admittance et limiter les effets perturbateurs (effets capacitifs, sensibilité aux perturbations électromagnétiques, etc…),
- la maîtrise des interférences électromagnétiques (réduction de boucle de masse, blindage, filtrage, etc…).

Des travaux existants ont permis de caractériser les divers phénomènes de transduction et de modéliser la transduction EMAT afin de calculer le champ ultrasonore rayonné. Le CEA List développe le logiciel CIVA permettant de simuler cette transduction à l’aide de modèles semi-analytiques. Cet outil propose des simulations rapides mais néglige certains phénomènes physiques, en particulier, le comportement de la bobine est idéalisé, la diversité des designs limités et le circuit électronique d'acquisition n'est pas pris en compte.

Le besoin de disposer d’un outil de simulation quantitatif du comportement d’un EMAT permettrait d’éviter de lourds tests expérimentaux, de réduire le nombre de capteurs fabriqués et de réaliser des études paramétriques permettant d’optimiser le design du capteur pour l’application visée. En outre, l’optimisation du rendement énergétique permettrait de répondre aux enjeux de sobriété environnementale impliquant l’écoconception de ces capteurs.