L’application de la méthode par spectrométrie de masse représente le meilleur moyen dans le domaine des contrôles industriels d'étanchéité, de par sa sensibilité adaptée et la rapidité de contrôle obtenue.

Il s’agit de déterminer s’il faut accepter ou refuser le produit, même si ce n’est pas l'emplacement de la fuite ou sa nature qui compte, le facteur critique étant ici la durée de l'essai qui, souvent, ne peut excéder quelques dixièmes de seconde.

L’étalonnage du système se fait au moyen d’une fuite calibrée, réalisée tout spécialement pour le système et étalonnée afin de garantir la référence par rapport aux étalons nationaux. Un logiciel tout spécialement développé pour cette application permet de gérer le système automatiquement et d’en effectuer une surveillance permanente, permettant ainsi à l’opérateur de vérifier le cycle de mesure et de signaler la présence d’anomalies ou la nécessité d’interventions de maintenance.

Ce logiciel permet également l'archivage des données relatives aux produits traités, afin de garantir la traçabilité. Après la conception et la réalisation, le système de contrôle se caractérise par la définition : de la sensibilité, de la reproductibilité, du facteur machine et de la constante de temps. Enfin, l’étalonnage est effectué et la valeur du seuil admissible est ainsi déterminée.

La sensibilité du système est la fuite minimale détectable avec la configuration d’essai, celle-ci s’obtenant en reliant la chambre d’essai à une fuite d’une valeur égale au seuil d'admissibilité du produit. La reproductibilité est assurée en répétant plusieurs fois le cycle de mesure et en enregistrant le signal du spectromètre de masse correspondant à la masse d’hélium.

Le facteur machine est le rapport entre le débit mesuré à l’aide d’une fuite étalon, directement raccordée au système de détection de fuite et la même fuite étalon raccordée au produit contrôlé et placée dans l’enceinte de mesure. La constante de temps du système représente le temps nécessaire à la stabilisation du signal du spectromètre.

Le processus d’essai peut ne durer que quelques secondes. Pendant cet intervalle de temps, il est tout d’abord nécessaire de mettre l’objet à contrôler sous vide, de façon à pouvoir le mettre en pression avec une concentration de gaz définie, constante et uniformément répartie. Dans le même temps, l'enceinte de mesure est vidée et mesurée, après avoir quantifié la présence d’hélium, déchargé la pression de l’objet contrôlé et remis l’enceinte de mesure à la pression atmosphérique. Il arrive souvent qu’un essai de pression d’air sec ou d’azote soit associé au contrôle d’étanchéité, afin de solliciter les composants de l’objet dans des conditions d’augmentation rapide de la pression.

Durant le processus, une mise en pression est donc effectuée par paliers successifs, la pression maximale étant maintenue (ne serait-ce que pendant de courts intervalles de temps) pendant la mesure de la chute de pression des microfuites éventuellement présentes, permettant l’abandon du cycle de contrôle qu'autorise l’obtention anticipée de la signalisation d’écart de pression, et par conséquent la décharge de la pression du gaz utilisé et le vidage de l’objet contrôlé pour le préparer à la phase suivante de mise en pression d’hélium.

Avec des durées aussi brèves, il ne faut pas espérer que le système atteigne des conditions d’équilibre stable dans l’enceinte d’analyse avant d’effectuer la mesure. C’est la raison pour laquelle le système est configuré de telle manière que, lorsqu’il se trouve en phase de mesure, et sans attendre plus de quelques secondes, le signal généré par la fuite étalon soit détecté et amène la machine à une condition d’écart de pression. On détecte en définitive un signal correspondant à l'intensité du pic de masse d'hélium au spectromètre; bien plus faible que celle qui correspondrait à l'état d'équilibre atteint par l'enceinte d'analyse après une durée prolongée (définie par la constante de temps).

Si des mesures répétées plusieurs fois indiquent une bonne reproductibilité du signal à durée équivalente, ce signal représente alors le seuil d’admission de l’écart de pression du produit dans l’enceinte. Le facteur machine se définit par le rapport entre le flux de saturation de la fuite étalon lu directement sur le spectromètre et le signal correspondant au seuil d'écart de pression réglé dans l'enceinte d'analyse. C'est la raison pour laquelle la machine de contrôle industriel a pour objet d'opérer une sélection entre produit bon et produit refusé en fonction d'un calibre d'admission.

La condition de mesure portant sur un point de la courbe de saturation et non sur la valeur de saturation elle-même et la « coupe » opérée sur la mesure, ainsi restreinte au dépassement du seuil configuré, imposent la définition de la valeur réelle du débit de fuite ayant provoqué l’écart de pression.

En d’autres termes, la mesure représente le seuil d’écart de pression, la valeur de débit lue éventuellement au bout d'un certain temps étant fonction de la nature de la fuite qui l’a provoqué, tout en dépendant fortement de la vitesse de réaction du système : de l’électronique de transformation du signal, de la mécanique de fermeture de la valve de mesure, etc. La valeur de débit enregistrée donne seulement une valeur indicative, n'ayant pas une valeur suffisamment représentative pour un archivage.

La figure qui suit donne un exemple du cycle de contrôle d’échangeurs de chaleur. La partie supérieure de la figure montre l'évolution de la pression en fonction du temps (la ligne bleue montrant l’évolution de la pression de l’objet contrôlé, la ligne rouge montrant l’évolution de la pression dans l'enceinte d'analyse pendant les phases du cycle), la partie inférieure de la figure montrant les états logiques des valves (état ouvert ou fermé).

Le graphique montre les phases de mise en pression de l’objet. En partant de la pression atmosphérique, il est possible d’approcher la valeur de la pression par les contrôles intermédiaires G33 et G34. Si l’objet ne comporte pas de fuites grossières, il reste en pression pendant plusieurs secondes, suivant ainsi la phase de décharge (G39), l’évacuation (G36) et la mise en pression à l’hélium (G35). Au cours de cette phase, pendant laquelle le vide limite (G18) est atteint à l’intérieur de l’enceinte de mesure, la mesure du débit correspondant est faite en fonction du seuil configuré. Pour finir, l’enceinte de mesure et l’objet contrôlé sont remis à la pression atmosphérique.