Etudes théorique et expérimentale des résonances mécaniques locales de modes guidés par des structures complexes

par Maximin Ces

Thèse de doctorat en [Matière condensée et interfaces]

Sous la direction de Claire Prada.

Soutenue en 2013

à Paris 7 .


  • Résumé

    Cette thèse traite des modes de Lamb à vitesse de groupe nulle. Ces modes singuliers, pour lesquels la vitesse de groupe (cid dk) est nulle et la vitesse de phase (coi k) finie, donnent lieu à des résonances locales étroites aux propriétés très intéressantes. Leur fréquence dépend de l'épaisseur et des propriétés mécaniques de la plaque, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes en contrôle non destructif (CND). Les propriétés de ces modes ont d'abord été rappelées. L'étude expérimentale a été menée en utilisant un dispositif optique sans contact comprenant un laser source impulsionnel et une sonde interférométrique, pour la génération et la détection de ces modes. Les résonances ont été utilisées pour déterminer l'épaisseur et les constantes élastiques de plaques et d'un tube anisotrope. Ensuite, la résolution latérale de la mesure d'épaisseur a été étudiée. L'influence du bord de la plaque a été explorée : une transition abrupte entre la première résonance ZGV et la résonance de bord a été observée à la distance d'une épaisseur du bord. L'effet sur les résonances ZGV du dépôt d'une couche mince a alors été étudié numériquement, permettant ainsi la mesure de l'épaisseur de couches d'or de quelques centaines de nanomètres déposées sur un substrat millimétrique. Pour finir, le rôle des pertes a été examiné dans deux cas distincts, l'atténuation intrinsèque et le rayonnement dans un fluide en contact sur une face.

  • Titre traduit

    Theoretical and experimental study of local mechanic resonances of modes quided by compex structures


  • Résumé

    This PhD thesis is about Zero Group Velocity Lamb modes. For these peculiar modes, the group velocity (c 1 cohlk) vanishes and the phase velocity (coi k) remains finite, giving rise to narrow local resonances whose properties are very interesting. Attractive prospects in non destructive evaluation can be found because the frequency of those modes depends on the thickness and the mechanical properties of the plate. The behavior of the modes has primarily been explained. The experimental study have been lead using a non-contact optical set up including a pulsed laser source and an interferometric probe for the generation and the detection of those modes. The resonances have been used to determine the thickness and elastic constants of plates and of an anisotropic pipe. Then, the lateral resolution of the thickness measurement has been studied. The influence of the plate edge has been explored: an abrupt transition between the first ZGV resonance and the edge resonance has been observed at the distance of one thickness to the edge. The effect of the deposit of a thin layer on the ZGV resonances has then been numerically studied, which permitted to measure the thickness of a few hundreds nanometers thin gold layers deposited on a millimetric substrate. Finally, the function of the losses has been examined for two different cases, the intrinsic attenuation and the radiation of a fluid in contact with one face.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (107 p.)
  • Annexes : 78 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2013) 271
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