Développement et mise en oeuvre d'une technique de moiré d'ombre quasi-hétérodyne de mesure de relief en vue de la détermination de lois de comportement élastique de matériaux orthotropes

• Auteur / Autrice : Gérard Mauvoisin
• Direction : Alexis Lagarde
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Génie mécanique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Poitiers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des solides - LMS (Poitiers1970-2009)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Alexis Lagarde
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Frêne, Jean-Paul Lallemand, Fabrice Brémand, Frédéric Rouger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marie Pierrard, L. Pirodda

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesures optiques

Méthode de moiré

Mots clés libres

Physique

Domaines classiques de la physique

Etat condensé

Propriétés mécaniques et thermiques

Méthode mesure

Méthode optique

Méthode moire

Matériau orthotrope

Détection hétérodyne

Profilométrie

Méthode ombre

Mesure sans contact

Etude expérimentale

Analyse contrainte

Moire d'ombre

Calcul phase de réseaux de franges

Quasi-hétérodynage

Calcul déphasages par fft

Mesure relief sans contact

Mesure champ de déplacements hors plan

Flexion anticlastique de plaques

Identification lois de comportement

Measurement method

Optical method

Moire method

Orthotropic material

Heterodyne detection

Profilometry

Shadow method

Non contact measurement

Experimental study

Stress analysis

Résumé

Cette étude a pour objet la mesure optique de champs de déplacements hors plan, de plusieurs millimètres, avec une précision de l'ordre de 0. 02 mm. Ceci afin de répondre aux exigences des méthodes numériques d'identification de lois de comportement élastique orthotrope de matériaux en plaque. Une première partie porte sur l'amélioration des performances de la technique du moiré d'ombre. Afin d'atteindre la précision souhaitée, nous avons dû introduire une technique de calcul de phase par quasi-hétérodynage. Après avoir montré que les déphasages ne peuvent être obtenus que par translations de l'objet, nous avons développé une procédure numérique, basée sur la FFT, qui permet d'accéder à leurs valeurs précises. Avec ce procédé nouveau, l'association du moiré d'ombre et du quasi-hétérodynage a permis de constituer une technique de mesure de reliefs, sans contact, offrant la précision souhaitée. Ensuite, les champs de déplacements hors plan sont obtenus par différence de reliefs entre deux états de chargement. Quelques exemples d'application à la mesure de reliefs, de pentes, de rayons de courbure et de champs de déplacements hors plan sont présentés. La seconde partie concerne la conception et la mise en place d'un dispositif d'essais de flexion de plaques. Des tests ont été réalisés sur des plaques de divers matériaux (plexiglas, composite, carton ondulé. . . ). Les déflexions mesurées expérimentalement ont ensuite été utilisées dans un algorithme d'identification afin de déterminer les constantes élastiques orthotropes.