Détection de défauts en milieu fortement diffusant par utilisation de capteurs multiéléments et filtrage de la diffusion multiple

par Camille Trottier

Thèse de doctorat en Physique. Acoustique

Sous la direction de Arnaud Derode.

Soutenue le 06-12-2016

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Institut Langevin Ondes et images (Paris) (équipe de recherche) et de Université Paris Diderot - Paris 7 (établissement de préparation) .

Le président du jury était Claire Prada.

Le jury était composé de Arnaud Derode, Claire Prada, Alain Lhémery, Francine Luppé, Didier Cassereau.

Les rapporteurs étaient Alain Lhémery, Francine Luppé.


  • Résumé

    L’interaction des ondes avec la microstructure des matériaux polycristallins a pour conséquence l’apparition d’un bruit dit "de structure" provenant à la fois de la diffusion simple (DS) mais aussi de la diffusion multiple (DM). L’acquisition de la matrice de transfert, K, mesurée à l’aide d’un réseau de transducteurs, a permis de mettre en évidence que les composantes DS et DM présentaient des comportements distincts. Aubry et al. ont proposé une méthode exploitant cette différence de comportement afin de séparer ces deux contributions et d'utiliser la composante DS pour imager le milieu. Cette méthode appelée MSF-DORT a été testée sur des matériaux industriels, au cours de la thèse de S. Shahjahan, et a permis de mettre en évidence son potentiel pour l'imagerie de défauts volumiques enfouis en milieu fortement diffusant. La première partie de cette thèse porte donc sur l'amélioration de MSF-DORT afin d'augmenter les performances en termes de détection de défauts et de repousser la profondeur maximale de détection de défauts volumiques. Une seconde partie aborde la possibilité d'étendre les applications de MSF-DORT à la détection de défauts dits "plans" (par opposition aux défauts volumiques) représentatifs des fissures. Cette thèse a permis de démontrer l'inefficacité de MSF-DORT pour la détection de ce type de défauts. Une troisième partie de ce travail a abouti à l'étude de la méthode FER-DORT (pour Focalisation en Emission et Réception - DORT). Cette dernière méthode présente des résultats très encourageants pour la détection de défauts plans.

  • Titre traduit

    Defects detection in coarse grains structure using array probes and multiple scattering filter


  • Résumé

    The ultrasonic inspection of polycrystalline media remains a challenge. The high noise levels due to interaction between the wave and the microstructure limits the efficiency of classical ultrasonic techniques to detect a defect in a coarse grain structure. This noise comes from both single scattering (SS) and multiple scattering (MS). The acquisition of the transfer matrix, K, measured using a phased array probe, has shown that the SS and MS components have distinct behaviors. Aubry et al. proposed a method exploiting this difference in order to separate these two contributions and use the SS component for imaging the environment. This method called MSF-DORT was tested on industrial component, during the thesis of S. Shahjahan, and helped to highlight its potential for imaging bulk defects in strongly scattering medium. The first work presents in this thesis focuses on improving MSF-DORT to increase his performance in terms of defect detection and repel the maximum depth of volume defects detection. The second part deals with the possibility of extending MSF-DORT applications for the detection of known defects "planes" (as opposed to volume defects) representative cracks. This thesis has demonstrated the ineffectiveness of MSF-DORT for the detection of such defects. A third part of this work led to the study of FER-DORT method (for Focus on Making and Receiving - DORT). This last method shows very encouraging results for the detection of planes defects.


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