W093/204~ PCT/FR93/00~2 21~3473 Procede et dispositif de mesure d'épaisseur par ultra,sons et utilisation d'un tel ~ispositif .. La présente invention est relative à la mesure d'épaisseur par analyse d'ondes ultra-sonores. Elle concerne en premier lieu un procédé pour déterminer l'épaisseur entre deux surfaces d'un élément en matériau à structure interne hétérogène. On connaît par le document US 4 398 421 un procédé de mesure par ultra-sons de l'épaisseur entre des surfaces opposées d'un élément travaillé. Dans ce procédé connu, on mesure la vitesse des ondes ultra-sonores dans le materiau de l'élément travaillé, au moyen de deux traducteurs, un traducteur travaillant en émission et un traducteur travaillant en réception. Les ultra-sons sont émis de manière à entrer dans 1'élément suivant un angle d'incidence par rapport à la surface extérieure de l'élément. L'onde ultra-sonore ~st réfléchie suivant l'angle de réfraction sur la surface du fond de l'élément, l'onde réfléchie retourne à la surface extérieure de l'élément en un point connu. Le traducteur de réception a été placé à ce point. La distance entre le point d'entrée et ~ ; le point de sortie de l'onde ultra-sonore est connue car déterminée en fonction de l'angle d'incidence, la mesure effectuée fournit le temps mis par l'onde ultra-sonore pour aller d'un traducteur à l'autre. Avec ces données, on déduit la vitesse de propagation de l'onde dans le matériau de,l'élément. La vitesse étant connue, on émet et on reçoit des ondes ultra-sonores au moyen de deux traducteurs droits. La mesure du temps écoulé entre l'émission et la réception permet de determiner l'épaisseur de l'élément. Ce procédé nécessite l'utilisation de quatre traducteurs, d'un fluide spécial servant à coupler les ultra- sons à la pièce et de nombreuses opérations et ré~lages. Cela rend très difficile l'automatisation. Liinvention a principalement pour but de remédier à ces inconvénients par un procédé qui permet de mesurer, sans modification, ni réglage, avec un seul traducteur par point de me$ure de nombreuses gammes d'épaisseurs d'éléments plans . W093/204~ PCT/FR93/00302 -" 213347~ ou de diamètre variable avec une grande précision. Le procédé ~ selon l'invention permet 1'automatisation des mesures, sans ¦ ralentir les temps de cycle lors de la fabrication par une durée de mesure par point suffisamment courte. A cet effet, le procédé selon l'invention consiste en : a)une mesure de temps entre échos comprenant : - un test constatant la présence d'échos - une acquisition de la représentation des échos ~ sous forme d'un signal - une détermination du rapport signal sur bruit - une détection de la position et de l'ampl~tude des échos - une analyse des échos et l'élimination des échos parasites - une deduction du temps mis par 1'onde ultra-sonore pour traverser l'élément en fonction du signal recueilli b)une mesure de vites~e de l'onde ultra-sonore corre~pondant à chague mesure de temps comprenant : -~ - une po~dération ~u premier écho a 'épaisseur - une détermination de~ coefficients d'un filtre dont l'entrée est un bruit blanc et la sortie le premier écho d'épaisseur pondéré - une détermination de la réponse du filtre en fonction des fréguences demandées - une détermination de la position du pic maximum et de la bande passante du filtre - une corrélation entre les caractéristiques dudit filtre et la vitesse de l'onde ultra-sonore dans l'élément c)une ana'yse du ~ignal en fonction du temps et de la vitesse gui détermine l'épaisseur entre deux surfaces délimitant l'élément en matériau à structure interne hétérogène. L'invention concerne en second lieu un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé, conçu d'une part de -~- W093/2~ ~ PCT/FR93/00302 .- 2133~73 façon à émettre des ondes ultra-sonores pénétrant dans le matériau suivant un axe normal à la surface de l'élément en matériau à structure interne hétérogène et d'autre part à assurer un bon couplage des ultrasons. La perpendicularité permet l'utilisation d'un seul traducteur par point de mesure travaillant en émission et en réception pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, quelle que soit la forme :~ dudit élément, plane ou cylindrique. Le couplage est effectué par immersion locale, ce qui permet l'automatisation des mesures. Ces résultats sont atteints car le dispositif selon l'invention est du type comportant un moyen d'alimentation en fluide couplant les ondes ultra-sonores à l'élément en matériau à structure interne hétérogène. Il . comporte également un moyen de positionnement géométrique angulaire du traducteur permettant de maintenir ledit traducteur normal à la surface externe de 1'élément à structure hétérogène. Sui~ant d'autres caractéristiques : ~ : - Le moyen de positionnement géométrique angulaire du dispositif de mesure selon l'invention est un compas comportant au moins deux bras respectivement reliés :: à l'élément à structure interne hétérogène au moyen - d'un patin et, entre eux, par un moyen de déplacement par rapport à la surface de l'élément à structure interne hétérogène à une vitesse identique pour chaque bras, - le moyen de déplacement par rapport à la surface de ~- l'élément à structure interne hétérogène à une -~ vitesse identigue pour chaque bras, consiste en au moins un secteur denté monté sur chaque bras. Les secteurs dentés sont de diamètre et de pas ~ :~ identiques, - le moyen de déplacement par rapport à la surface de 1'élement à structure interne hétérogène, à une vitesse identique pour chaque bras, consiste en une tige filetée à pas égal et inversé à chacune de ses W093/2~U~ PCT/FR93/~0302 2133~73 extrémités, chacune desdites extrémités coopérant avec un bras du compas, - un moyen de pression et/ou de traction est appliqué à au moins un bras entre le moyen de déplacement et S la patin dudit bras. - le moyen de pression est un ressort ou un vérin. Pour automatiser la mesure, il est nécessaire que le liguide couplant les ondes ultra-sonores soit d'une très faible viscosité, d'un coût modigue et que la qualité du couplage soit constante, dans ce but ledit liquide est de l'eau (immersion locale). Le dispositif selon l'invention comprend une butée montée sur le moyen de positionnement angulaire, ladite butée étant apte à éviter le contact entre l'élément en matériau à structure interne hétérogène et le moyen a ~ alimentation en fluide ou le transducteur. L'invention a encore pour ob~et l'utilisation d'un disposit~f tel que défini ci-dessus pour mesurer l'épaisseur de pièces en fonte. Un exemple non limitatif de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être décr~t en regard des dessins annexés sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif de génération des ultra-sons avec une représentation sous forme d'oscillogramme simplifié du signal ultra- sonore ; - la Fig. 2 représente sous forme d'organigramme les étapes du procédé selon l'invention de mesure du temps de déplacement des ondes ultra-sonores dans l'élément à structure interne hétérogène ; - la Fig. 3 est un organigramme des étapes du procédé ~-~ permettant de déduire la vitesse des ondes ultra- sonores dans l'élément à structure hétérogène ; - la Fig. 4 représente sous forme d'oscillogramme un exemple de signal ultra-sonore obtenu sur un élément à structure interne hétérogène ; ;~ ",''~ ~.'~.' ' W093/2~U~ PCT/FR93/0030~ 2133~73 - la Fig. 5 représente le filtre à qui on associe le premier écho d'épaisseur ; - la Fig. 6 est la courbe illustrant la réponse spectrale du filtre pour les fréquences demandées ; - la Fig. 7 représente le dispositif assurant la perpendicularité traducteur-pièce et le couplage des ultra-sons ; Sui~ant l'exemple d'exécution de la Fig. 1 un générateur émetteur-récepteur 1 ultra-sonore émet une impulsion électrique transformée en onde ultra-sonore 2 par 1'élément piézo électrique d'un traducteur 3. Cette onde ultra-sonore, véhiculée par un fluide couplant traverse un élément 4, ici une pièce à mesurer et est réfléchie sur la surface du fond 5 de l'élément 4 (interface élé~ent-air). Une partie de l'onde ultra-sonore 2 réfléchie 6 est transmise vers le traducteur 3 et est retransformée en signal électrigue par le traducteur 3, signal gui est amplifié par l'éta~e récepteur du générateur ultra-sonore 1. A l'interface pièce-fluide couplant 7, une partie 8 seulement de l'onde ultra-sonore réfléch~e 6 est transmise et revient au traducteur 3. Une autre partie 9 est réfléchie pour retraver~er le matériau et à nouveau se réfléchir sur la surface du fond S de l'élément 4. Et ainsi de suite ~usgu'à absorption totale des ondes dans le matériau. - 25 Le tra~et de l'onde ultra-sonore 2, 6, 8, 9 est représenté sous la forme d'un signal 10 -QUr un écran 16 type oscilloscope 17 présentant des échos, un écho d'émission 11, -~ un écho 12 d'interface 7 issu du contact de l'onde ultra- sonore 2 avec la surface extérieure de la pièce 4, des échos d'épaisseurs 13-15 issus des réflections multiples sur les surfaces extérieures et du fond 5 de l'élément 4. L'élément 4 est constitué d'un matériau solide ou d'un liquide. Le procédé comprend la mesure du temps mis par l'onde ultra~ sonore pour se déplacer dans la matière, gui s'effe~tue 3S suivant différentes étapes repré~entées à la Fig. 2, d'abord un test 20 vérifiant la présence d'un écho d'interface et positionnant cet écho. En cas de présence de l'écho W093/20405 PCT/FR93/00~2 2133~73 d'interface le procédé comporte une étape 21 de détermination du rapport signal sur bruit. Le signal est la représentation du trajet de 1'onde ultra-sonore dans 1'élément. Le bruit résulte d'une part de diffusions multiples de l'onde dans le matériau à structure hétérogène et d'autre part de parasites électriques. Dans cette étape on considère le niveau de bruit et l'amplitude du signal. Celui-ci ne peut être détecté gue s'il présente une amplitude supérieure à celle du bruit. - Ensuite le procédé comprend une étape 22 de détection de tous les échos définis par leurs amplitudes et leurs positions. Cette détection s'effectue au-de~sus d'un seuil limite déterminé par l'amplitude du bruit. Puis les échos ~ont analysés dans une étape 23 avec une élimination des échos parasites éventuels. Ces échos parasites peuvent être produits par la présence d'hétérogénéités ou de ~icro-défauts dans le matériau de la pièce. Cette étape 23 est suivie par une étape 24 de détermination de l'amplitude et de la position des échos d'épaisseur, c'est-à-dire tous les échos de l'étape 22 moins le~ échos de l'étape 23. Le procédé comprend une étape 25 de mesure ~es intervalles de temps entre les échos ce qui détermine le temps mis par l'onde ultra-sonore pour traverser la pièce en fonte en fonction du signal recueilli. Le procédé Gomprend une détermination de la ~itesse de l'onde ultra-sonore dans la pièce par des étapes gui peuvent correspondre à l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 3. La détermination de la vitesse s'effectue en sept ét~pes ~26-32). La première, l'étape 26 est la déter~ination de N points, correspondant à une représentation numérique d'une fenêtre de pondération de RAISER f(n) = Io (B ~ 1 - (2n/N-l)') / Io (B) avec Io(x) : fonction de BESSEL modifiée d'ordre 0 telle qu'elle est définie par Gérard PETIAU (Maître de Recherches au CNRS) dans "La théorie des fonctions de Bessel" - W093/2WOS PCT/FR93/00302 2133473 service des publications du CNRS. Dans la fonction de Kaiser x est représenté sous la forme B ~ 1 - (2n/N~ B : coefficient constant. - n : varie de 0 à (N-1)/2 Le procédé comprend ensuite l'éta~e 27 de pondération du signal du premier écho d'épaisseur par 1~. fenêtre de Kaiser. L'étape 28 suivante consiste à déterminer un filtre numérique à partir des donnees du signal pondéré par la méthode de l'entropie maximale. Les données sont considérées co~me sortant du filtre, l'entrée étant un bruit blanc. Le filtre est défini par des coefficients ou pôles qui sont déterminés par la méthode de 1'entropie maximale telle -~ que définie dans la brochure "Traitement numérique du signal : techniques et applications" Cours 412 de l'organisme de formation dit "Learning Tree". L'étape 29 sui~ante est la détermination de la réponse du filtre aux fréquences demandées en fonction du traducteur utilisé. -- L'étape 30 consiste à déterminer la position du pic ~- maximum et la bande passante du filtre déterminé à partir des données du premier écho d'épaisseur pondéré. L'étape 30 est suivie de l'étape 31 d'estimation de la vitesse de l'onde ultra-sonore dans le matériau à partir de 1 25 la position du pic maximum et de la bande passante du filtre par une relation gui a été déterminée à la suite d'essais sur ~ ;~ des échantillons, par exemple en fonte. Ces essais ont été constitués d'une part d'analyses métallographique et dimensionnelle de divers échantillons à formes de graphites différentes donc à vitesses des ultra-sons dans la fonte différentes et d'autre part d'une détermination de paramètres -~ du signal ultra-sonore traversant ces échantillons, par l'estimation des paramètres du filtre H correspondant. La ~ - conclusion de ces essais a abouti à l'établissement d'une 35 corrélation entre formes de graphites ou vitesses des ultra- ~- sons dans la fonte et paramètre du filtre H associé. Ce qui W093/20405 PCT/F~93/00~2 " 2133~73 entraîne l'étape 32 de détermination de la vitesse de l'onde ultra-sonore dans l'élément. Le temps et la vitesse mis par l'onde ultra-sonore pour traverser la pièce en un aller-retour, étant déterminés, on déduit l'épaisseur de la pièce par la relation suivante eSv2t- e étant l'épaisseur de la pièce, v la vitesse de l'onde dans la pièce et t le temps de traversée aller-retour de la pièce. La Fig. 4 représente l'image électrique 33 (signal) du trajet de l'onde ultra-sonore dans une pièce à structure interne hétérogène. Ce signal 33 représente l'amplitude des tensions V aux bornes de 1'élément piézo-électrigue du traducteur 3 amplifiées par l'étage récepteur du générateur ultra-sonore 1 - (voir Fig. 1). Le signal 33 présente de grandes variations d'amplitude 34 qui correspondent aux échos d'interface 11 et d'épaisseur 12, 13. Ces grandes variations 34 se répètent à -~- des temps t1 sensiblement constants. - - De plus, le signal 33 présente de petites variations d'amplitude 35, il s'agit du bruit. De temps en temps des variations d'amplitude 36 apparaissent. Il s'agit d'échos parasites générés par l'hétérogénéité de la structure ou par des microdéfauts dans le matériau. Ces échos de variation d'amplitude moyenne 36, non répétés à intervalle de temps constant,-sont des échos parasites aléatoires gui sont éliminés lors de l'étape 23 du procédé selon l'invention. Le bruit empêche de détecter des échos de variation d'amplitude inférieure à sa variation d'amplitude 35. Le rapport du si~nal sur le bruit est défini par le rapport de l'amplitude extrême S du signal sur l'amplitude du bruit B. La Fig. 5 représente le filtre numérique H de ; ~ 35 l'étape 29 du procédé. -~- ; Les données 37, c'est-à-dire le signal du premier écho d'épaisseur 12 pondéré par la fenêtre de Kaiser sont , - ~ . . -. , . - . , - : - : ~ ~: . - :: : ~ . . . - . : - -. ~ .: . - , , , W093/2~U~ PCT/FR93/00302 2133~73 g considérées comme étant le résultat obtenu à la sortie du filtre numérique H dont l'entree est un bruit blanc 38. Le;: : bruit blanc 38 est un signal d'une valeur moyenne nulle dont~: : la densité spectrale de puissance moyenne est une constante ` 5 positive. : Donc le filtre H transforme le signal bruit blanc.38 et un signal 37 suivant la relation H~Z) = 1 /(1-~ an Z-n)~ -~ avec p = nombre de pôles du filtre, an = pole du filtre. H(Z)~ : est la transformée en Z du filtre H. La transformée en Z est la transformation éguivalente à la transformation de Laplace des systèmes à temps continus, appliqués à l'étude des systèmes discrets et notamment au traitement numérique du ~ : signal. A tout signal f(t) échantillonné aux instants nTe -~ (n entier, Te période d'échantillonnage), on peut associer une transformée en Z : F(Z) = ~ f(nTe)Z n, z h correspond à e _npTe (p . a ~ j w variable complexe) : c'est un opérateur retard - le retard est nTe : une multiplication par z-n - :. correspond à un retard temporel nTe c'est-à-dire à un décalage de n échantillon (z-2 est équivalent au décalage de deux éohantillons etc). Une réponse spectrale 39 du filtre H est représentée graphiquement à la Fig. 6. L'ordonnée P représente la puissance ou densité spectrale du filtre. L'abscisse représente les fréquences. Dans l'étape 31 du procédé on détermine la position en fréguence du pic 40 de l'amplitude de puissance maximum de la réponse du filtre. On détermine la bande passante du filtre H défini par une atténuation par ~2 de l'amplitude maxi~um du pic. Ces valeurs sont caractéristiques de la réponse ~ -: spectrale du filtre H et par la même représentatives du : premier écho d'épaisseur pondéré 37. La Fig. 7 représente un dispositif permettant la mise : en oeuvre du procédé selon l'invention. Le dispositif comprend un traducteur 3, lié à un moyen 42 d'alimentation en fluide. Il comprend un compas 43 pour maintenir le positionnement angulaire ~ du traducteur 3. :` W093/204~ PCT/FR93/00~2 2133473 ~ o Le compas 43 comporte deux bras 44a et 44b reliés entre eux par deux secteurs dentés 45, chaque secteur denté est fixé libre en rotation suivant l'axe d'un bras 44a, 44b. Les deux secteurs dentés 45 sont de diamètre et de pas identigues et engrènent l'un avec l'autre. Chaque bras 44a, 44b comprend à son extrémité rèspective un patin 46a, 46b permettant le contact avec un élément 4a. Le bras 44b comprend perpendiculairement à son axe une excroissance 48 au niveau du secteur denté 45 et du côté opposé au bras 44b. L'élément 4a dont on mesure la distance entre la surface extérieure 7a à la surface de fond 5a est un tuyau en fonte de diamètre variable. Le dispositif ci-dessus est conçu de telle manière gue guel que soit le diamètre, la perpendicularité surface/onde émise soit assurée. Cette distance représente l'épaisseur de la pièce et la mesure se fait au moyen d'ondes ultra-sonores longitudinales traversant la fonte. La fonte n'est pas un matériau homogène, donc la - - vitesse des ondes ultra-sonores varie. Des e~s~is ont montré les différentes gammes de vitesses que l'on peut obtenir suivant la structure du graphite des pièces en fonte dont quatre sortes sont représentées sur la Fi~. 7. Les vitesses mesurées dans une fonte à graphite 25 lamellaire 50 sont comprises dans une gamme de 4700 à S000 m/s. Les vitesses mesurées dans les fontes à graphite vermiculaire 51 sont comprises entre S000 et 5300 m/s. Les vitesses relevées à l'intérieur des fontes à graphite compacte 52 sont comprises dans la gamme de 5300 à 5600 m/s et la vitesse de propagation des ondes ultra-sonores dans les fonte~ à graphite sphéroïdal 53 varie de 5600 à 5700 m/s. Ces structures de graphite sont obtenues par une inoculation de la fonte (voir le brevet de la Demanderesse n FR-2 546 783). Comme on le constate, la vitesse varie à l'intérieur de chaque famille de fonte à structure de graphite différente. Il est possible de fabriquer des éléments en fonte présentant chacun différentes structures de graphite. Cela rend W093/204~ PCTIFR93/00302 2~33473 l. nécessaire la détermination de la vitesse des ondes ultra- sonores pour chaque mesure d'épaisseur. De plus pour déterminer l'épaisseur de la pièce avec un seul traducteur, les ondes ultra-sonores doivent se déplacer suivant un trajet normal à la surface extérieure 7a d'où le choix des ondes ultra-sonores longitudinales et le dispositif selon l'invention. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : le tuyau 4a est approché sans venir au contact du moyen d'alimentation 42 donc du traducteur 3. Il écarte les patins 46a et 46b qui restent chacun à la même distance d'un axe 54 prolongeant le traducteur 3. En effet les patins 46a et 46b sont liés par l'intermédiaire des bras 44a et 44b aux secteurs dentés 45. Les secteurs dentés 45 étant de même pas et de même diamètre entraînent une rotation de chaque bras suivant un angle a identique. La rotation du bras 44b entraîne la rotation de l'excroissance 48 qui vient en butée sur un élément 55 lié au moyen d'alimentation 42 ce qui bloque le mouvement de rotation du bras 44b, donc du bras 44a également, les angles ~ restant identiques. Ainsi le compas 43 est à son ouverture maximum et le tuyau 4a est maintenu centré. Les deux bras sont maintenus proches l'un de l'autre par un ressort 56, fixé sur le bras à proximité des patins (46a, 46b). Le traducteur 3 émet une onde ultra- sonore. Le moyen 42 d'alimentation en eau 57 déverse unecolonne d'eau 57 jusqu'au tuyau 4a. L'onde ultra-sonore se déplace suivant l'axe 54 normal à la surface externe 7a de l'élément qui est un tuyau 4a. Après avoir traversé la colonne d'eau l'onde ultra- sonore traverse le surface extérieure 7a du tuyau 4a enformant un écho d'interface. Elle est réfléchie par la surface de fond Sa en formant un écho d'épaisseur ou de fond se propageant jusqu'au traducteur 3. Le dispositif de mesure ~ - (Fig. 1) acquiert le signal ultra-sonore par l'intermédiaire -~ d'un dispositif de numérisation rapide, ce qui permet après traitement par le procédé selon l'invention d'en tirer les - informations indiquant l'intervalle de temps entre les ~ . W093/20405 PCT/FR93/00302 . . 12 2~33~3 différents échos d'épaisseur, la vitesse des ondes ultra- sonores dans la fonte et l'épaisseur du tuyau 4a. Le dispositif selon l'invention permet de déterminer le type de graphitisation d'une fonte et l'épaisseur d'une pièce en fonte. ~ ' '' ~ , ~"~' ` '. " ' " ' ' ~ ' ` ~`' ` ' . ` ' : W093/204~ PCT/FR93/00~2 21~3473 Method and apparatus for measuring thickness by ultrasound and use of such a device. The present invention relates to the measurement of thickness by ultrasonic wave analysis. It primarily concerns a method for determining the thickness between two surfaces of a component made of a material with a heterogeneous internal structure. A method for measuring the thickness between opposite surfaces of a worked component by ultrasound is known from US patent 4,398,421. In this known method, the velocity of ultrasonic waves in the material of the worked component is measured by means of two transducers, one transducer operating in transmission and one transducer operating in reception. The ultrasound waves are emitted so as to enter the component at an angle of incidence with respect to the outer surface of the component. The ultrasonic wave is reflected at the angle of refraction on the surface of the element's base. The reflected wave returns to the element's outer surface at a known point. The receiving transducer is positioned at this point. The distance between the entry point and the exit point of the ultrasonic wave is known, as it is determined based on the angle of incidence. The measurement provides the time taken by the ultrasonic wave to travel from one transducer to the other. From this data, the wave propagation speed in the element's material is deduced. With the speed known, ultrasonic waves are emitted and received using two straight transducers. Measuring the time elapsed between emission and reception allows the element's thickness to be determined. This process requires the use of four transducers, a special fluid to couple the ultrasound to the workpiece, and numerous operations and adjustments. This makes automation very difficult. The invention is primarily aimed at overcoming these drawbacks by a method which allows for the measurement, without modification or adjustment, with a single transducer per measurement point, of numerous ranges of thicknesses of flat elements. W093/204~ PCT/FR93/00302 -" 213347~ or variable diameter with high precision. The method ~ according to the invention allows the automation of measurements, without slowing down cycle times during manufacturing by a sufficiently short measurement time per point. To this end, the method according to the invention consists of: a) a time measurement between echoes comprising: - a test confirming the presence of echoes - an acquisition of the representation of the echoes ~ in the form of a signal - a determination of the signal-to-noise ratio - a detection of the position and amplitude of the echoes - an analysis of the echoes and the elimination of spurious echoes - a deduction of the time taken by the ultrasonic wave to pass through the element as a function of the signal collected b) a measurement of the velocity of the ultrasonic wave corresponding to each time measurement comprising: - a modulation ~ of the first echo at the thickness - a determination of~ coefficients of a filter whose input is white noise and whose output is the first thickness-weighted echo - a determination of the filter's response as a function of the required frequencies - a determination of the position of the maximum peak and the filter's bandwidth - a correlation between the characteristics of said filter and the speed of the ultrasonic wave in the element c) an analysis of the signal as a function of time and speed which determines the thickness between two surfaces delimiting the element made of a material with a heterogeneous internal structure. The invention also relates to a device enabling the implementation of the method, designed on the one hand to emit ultrasonic waves penetrating the material along an axis normal to the surface of the element made of a material with a heterogeneous internal structure and on the other hand to ensure good coupling of the ultrasound. The perpendicularity allows the use of a A single transducer per measurement point, operating in both transmission and reception, is used to implement the method according to the invention, regardless of the shape of said element, whether planar or cylindrical. Coupling is achieved by local immersion, which allows for automated measurements. These results are achieved because the device according to the invention is of the type comprising a fluid supply means that couples the ultrasonic waves to the element made of a material with a heterogeneous internal structure. It also comprises a means for the angular geometric positioning of the transducer, enabling said transducer to be maintained normal to the external surface of the element with a heterogeneous structure. According to other characteristics: - The angular geometric positioning means of the measurement device according to the invention is a compass comprising at least two arms respectively connected: - to the element with a heterogeneous internal structure by means of a pad and, between them, by a means for movement relative to the surface of the element with a heterogeneous internal structure at an identical speed for each arm; - the means for movement relative to the surface of the element with a heterogeneous internal structure at a - The means for moving the element with a heterogeneous internal structure at the same speed for each arm consists of at least one toothed sector mounted on each arm. The toothed sectors are of identical diameter and pitch. - The means for moving the element relative to its surface at the same speed for each arm consists of a threaded rod with equal and reversed pitch at each of its ends, each end cooperating with an arm of the compass. - A pressure and/or traction means is applied to at least one arm between the movement means and the base of said arm. - The pressure means is a spring or a cylinder. To automate the measurement, it is necessary that the fluid coupling the ultrasonic waves be of very low viscosity, of low cost, and that the quality of the coupling be constant; for this purpose, said fluid is water (local immersion). The device according to the invention includes a stop mounted on the angular positioning means, said stop being adapted to prevent contact between the element made of material with a heterogeneous internal structure and the fluid supply means or the transducer. The invention also relates to the use of a device as defined above for measuring the thickness of cast iron parts. A non-limiting example of implementation of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which: - Fig. 1 is a schematic view of an ultrasonic generation device with a simplified oscillogram representation of the ultrasonic signal; - Fig. 2 represents, in flowchart form, the steps of the method according to the invention for measuring the travel time of ultrasonic waves in the element with a heterogeneous internal structure; - Fig. 3 is a flowchart of the steps of the method allowing the speed of ultrasonic waves in the element with a heterogeneous structure to be deduced; - Fig. 4 represents, in oscillogram form, an example of a signal ultrasonic obtained on an element with heterogeneous internal structure; ;~ ",''~ ~.'~.' ' W093/2~U~ PCT/FR93/0030~ 2133~73 - Fig. 5 represents the filter to which the first thickness echo is associated; - Fig. 6 is the curve illustrating the spectral response of the filter for the requested frequencies; - Fig. 7 represents the device ensuring the perpendicularity of the transducer-part and the coupling of the ultrasonic waves; Following the example of the execution of Fig. 1, an ultrasonic transmitter-receiver generator 1 emits an electrical pulse transformed into an ultrasonic wave 2 by the piezoelectric element of a transducer 3. This ultrasonic wave, carried by a coupling fluid, passes through an element 4, here a part to be measured, and is reflected on the surface of the bottom 5 of the element 4 (element-air interface). Part of the reflected ultrasonic wave 2 6 is transmitted to the translator 3 and is converted back into an electrical signal by the translator 3, a signal which is amplified by the receiving stage of the ultrasonic generator 1. At the part-fluid coupling interface 7, only part 8 of the reflected ultrasonic wave 6 is transmitted and returns to the translator 3. Another part 9 is reflected to retrace through the material and again be reflected on the surface of the bottom S of the element 4. And so on until total absorption of the waves in the material. - 25 The path of the ultrasonic wave 2, 6, 8, 9 is represented as a signal 10 on a screen 16 of oscilloscope type 17 showing echoes, an emission echo 11, an interface echo 12 7 resulting from the contact of the ultrasonic wave 2 with the outer surface of the part 4, thickness echoes 13-15 resulting from multiple reflections on the outer surfaces and the bottom 5 of the element 4. The element 4 is made of a solid material or a liquid. The process includes measuring the time taken by the ultrasonic wave to travel through the material, which is carried out in 35 following different steps represented in Fig. 2, first a test 20 verifying the presence of an interface echo and positioning this echo. In the event of the presence of an interface echo (W093/20405 PCT/FR93/00~2 2133~73), the process includes a step 21 for determining the signal-to-noise ratio. The signal is the representation of the ultrasonic wave's path within the element. The noise results from multiple scatterings of the wave within the heterogeneously structured material and from electrical interference. In this step, the noise level and the signal amplitude are considered. The signal can only be detected if its amplitude exceeds that of the noise. The process then includes a step 22 for detecting all echoes defined by their amplitudes and positions. This detection is performed above a threshold determined by the noise amplitude. The echoes are then analyzed in a step 23, with the elimination of any spurious echoes. These spurious echoes can be produced by the presence of heterogeneities or micro-defects in the workpiece material. This step 23 is followed by a step 24 of determining the amplitude and position of the thickness echoes, i.e., all the echoes from step 22 minus the echoes from step 23. The process includes a step 25 of measuring the time intervals between the echoes, which determines the time taken by the ultrasonic wave to pass through the cast iron workpiece as a function of the signal received. The process includes a determination of the speed of the ultrasonic wave in the workpiece by steps that can correspond to the embodiment shown in Fig. 3. The determination of the speed is carried out in seven steps (26-32). The first, step 26 is the determination of N points, corresponding to a numerical representation of a RAISER weighting window f(n) = Io (B ~ 1 - (2n/N-l)') / Io (B) with Io(x): modified BESSEL function of order 0 as defined by Gérard PETIAU (Research Fellow at the CNRS) in "The theory of Bessel functions" - W093/2WOS PCT/FR93/00302 2133473 CNRS publications service. In the Kaiser function, x is represented as B ~ 1 - (2n/N~ B: constant coefficient. - n: varies from 0 to (N-1)/2. The process then includes step 27 of weighting the signal of the first echo of thickness by the Kaiser window. The following step 28 consists of determining a digital filter from the weighted signal data using the maximum entropy method. The data is considered as output from the filter, the input being white noise. The filter is defined by coefficients or poles which are determined by the maximum entropy method as defined in the brochure "Digital Signal Processing: Techniques and Applications" Course 412 of the training organization known as "Learning Tree". The following step 29 is the determination of the filter's response to the requested frequencies as a function of the transducer used. Step 30 consists of determining the position of the maximum peak and the bandwidth of the determined filter. from the data of the first thickness-weighted echo. Step 30 is followed by step 31 of estimating the ultrasonic wave velocity in the material from the position of the maximum peak and the filter bandwidth by a relationship which was determined following tests on samples, for example in cast iron. These tests consisted on the one hand of metallographic and dimensional analyses of various samples with different graphite forms, therefore with different ultrasonic velocities in cast iron, and on the other hand of a determination of the parameters of the ultrasonic signal passing through these samples, by estimating the parameters of the corresponding H filter. The conclusion of these tests led to the establishment of a correlation between graphite forms or ultrasonic velocities in cast iron and the parameter of the associated H filter. This which W093/20405 PCT/F~93/00~2 " Step 2133~73 leads to step 32, which determines the speed of the ultrasonic wave in the element. Once the time and speed taken by the ultrasonic wave to traverse the part and back are determined, the thickness of the part is deduced using the following relationship: eSv2t-, where e is the thickness of the part, v is the speed of the wave in the part, and t is the round-trip transit time. Fig. 4 represents the electrical image 33 (signal) of the ultrasonic wave path in a part with a heterogeneous internal structure. This signal 33 represents the amplitude of the voltages V across the piezoelectric element of the transducer 3, amplified by the receiver stage of the ultrasonic generator 1 (see Fig. 1). The signal 33 exhibits large amplitude variations 34, which correspond to the interface echoes 11 and thickness echoes 12, 13. These large Variations 34 are repeated at approximately constant times t1. Furthermore, the signal 33 exhibits small amplitude variations 35; this is noise. Occasionally, amplitude variations 36 appear. These are spurious echoes generated by the heterogeneity of the structure or by micro-defects in the material. These echoes with an average amplitude variation 36, not repeated at constant time intervals, are random spurious echoes which are eliminated in step 23 of the process according to the invention. The noise prevents the detection of echoes with an amplitude variation lower than its own amplitude variation 35. The signal-to-noise ratio is defined by the ratio of the extreme amplitude S of the signal to the noise amplitude B. Fig. 5 represents the digital filter H of step 29 of the process. The data 37, i.e., the signal The first echo of thickness 12, weighted by the Kaiser window, are considered to be the result obtained at the output of the digital filter H whose input is white noise 38. The white noise 38 is a signal with a zero average value whose average power spectral density is a positive constant. Therefore, the filter H transforms the white noise 38 signal into a signal 37 according to the relation H(Z) = 1/(1-an Z-n) with p = number of filter poles, an = filter pole. H(Z) is the Z-transform of the filter H. The Z-transform Z is the transformation equivalent to the Laplace transform of continuous-time systems, applied to the study of discrete systems and in particular to the digital processing of the signal. To any signal f(t) sampled at times nTe (n integer, Te sampling period), we can associate a Z-transform: F(Z) = ∑ f(nTe)Z n, z h corresponds to e _npTe (p . a ∑ j w complex variable): it is a delay operator - the delay is nTe: a multiplication by z-n - :. corresponds to a time delay nTe, that is to say, a shift of n samples (z-2 is equivalent to the shift of two eoh samples etc). A spectral response 39 of the filter H is graphically represented in Fig. 6. The ordinate P represents the power or spectral density of the filter. The abscissa represents the frequencies. In step 31 of the process, the frequency position of the peak 40 is determined of the maximum power amplitude of the filter response. The bandwidth of the filter H is determined by an attenuation by ~2 of the maximum peak amplitude. These values are characteristic of the spectral response of the filter H and are therefore representative of the first thickness-weighted echo 37. Fig. 7 shows a device for implementing the method according to the invention. The device includes a transducer 3, connected to a fluid supply means 42. It includes a compass 43 for maintaining the angular positioning of the transducer 3. The compass 43 has two arms 44a and 44b connected by two toothed sectors 45, each toothed sector is fixed free to rotate about the axis of an arm 44a, 44b. The two toothed sectors 45 have identical diameters and pitches. and mesh with each other. Each arm 44a, 44b includes at its respective end a pad 46a, 46b allowing contact with an element 4a. The arm 44b includes, perpendicular to its axis, a projection 48 at the level of the toothed sector 45 and on the side opposite the arm 44b. The element 4a, whose distance from the outer surface 7a to the bottom surface 5a is measured, is a cast iron pipe of variable diameter. The above device is designed in such a way that, regardless of the diameter, the perpendicularity of the surface to the emitted wave is ensured. This distance represents the thickness of the part, and the measurement is taken by means of longitudinal ultrasonic waves passing through the cast iron. Cast iron is not a homogeneous material, therefore the speed of the ultrasonic waves varies. Experiments have shown the different speed ranges that can be obtained depending on the structure of the graphite cast iron parts, four types of which are shown in Fig. 7. The velocities measured in a lamellar graphite cast iron 50 are in the range of 4700 to 5000 m/s. The velocities measured in vermicular graphite cast irons 51 are between 5000 and 5300 m/s. The velocities recorded inside compact graphite cast irons 52 are in the range of 5300 to 5600 m/s, and the propagation speed of ultrasonic waves in spheroidal graphite cast irons 53 varies from 5600 to 5700 m/s. These graphite structures are obtained by inoculating the cast iron (see Applicant's patent no. FR-2 546 783). As can be seen, the velocity varies within each family of cast iron with a different graphite structure. It is possible to manufacture cast iron parts each exhibiting different graphite structures. This makes it necessary to determine the speed of the ultrasonic waves for each thickness measurement. Furthermore, to determine the thickness of the part with a single transducer, the ultrasonic waves must travel along a path perpendicular to the outer surface 7a, hence the choice of longitudinal ultrasonic waves and the device according to the invention. The device operates as follows: the tube 4a is brought close without coming into contact with the feeding means 42, and therefore with the transducer 3. It separates the pads 46a and 46b, which each remain at the same distance from an axis 54 extending from the transducer 3. Indeed, the pads 46a and 46b are connected via the arms 44a and 44b to the toothed sectors 45. The toothed sectors 45, having the same pitch and diameter, cause a Each arm rotates at an identical angle α. The rotation of arm 44b causes the protrusion 48 to rotate, which then abuts an element 55 connected to the supply means 42. This blocks the rotation of arm 44b, and therefore also of arm 44a, the angles remaining identical. Thus, the compass 43 is at its maximum opening and the pipe 4a is kept centered. The two arms are held close to each other by a spring 56, fixed to the arm near the pads (46a, 46b). The transducer 3 emits an ultrasonic wave. The water supply means 42 57 discharges a column of water 57 into the pipe 4a. The ultrasonic wave propagates along the axis 54, which is normal to the external surface 7a of the element, which is a pipe 4a. After passing through the water column, the ultrasonic wave passes through the external surface 7a of the pipe. 4a forming an interface echo. It is reflected by the bottom surface Sa, forming a thickness or bottom echo that propagates to the transducer 3. The measuring device (Fig. 1) acquires the ultrasonic signal via a high-speed digitization device, which, after processing by the method according to the invention, allows the extraction of information indicating the time interval between the different thickness echoes, the speed of the ultrasonic waves in the cast iron, and the thickness of the pipe 4a. The device according to the invention makes it possible to determine the type of graphitization of a cast iron and the thickness of a cast iron part. ` ' :