Contribution à l’étude et à l’optimisation du procédé de thermographie active appliquée à la détection de défauts surfaciques

par Abdoulahad Thiam

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Jean-Marie Jouvard et de Jean-Christophe Kneip.

Le président du jury était Bruno Martin.

Le jury était composé de Eugen Cicala, Jean Luc Bodnar, Yannick Caulier.

Les rapporteurs étaient Yannick Lemaoult, Philippe Le Masson.


  • Résumé

    Les travaux que nous avons menés concernent la modélisation de l’interaction laser-matière couplée à de la thermographie infrarouge, pour la détection de défauts débouchants et sous-jacents dans des matériaux métalliques. A terme, ce procédé de thermographie se veut être une alternative possible à la magnétoscopie et au ressuage dans le domaine des contrôles non destructifs. Ces travaux se sont déroulés en trois phases. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la caractérisation des propriétés optiques et thermophysiques des matériaux, pour alimenter le modèle de simulation numérique mais également pour les besoins des mesures de validation du modèle numérique. La deuxième partie de l’étude a permis la mise en place d’un modèle de simulation numérique représentatif de la réalité avec une approche en deux étapes : une première consistant à calculer des champs de températures éléments finis et une seconde à modéliser la caméra de thermographie infrarouge représentatif de celle utilisée dans le projet. Des solutions innovantes ont été utilisées pour obtenir un modèle qui intègre tous les paramètres, avec des temps de calculs faibles. Ce modèle a été ensuite validé par des mesures comparatives des champs de températures numériques et expérimentaux. Enfin, nous nous sommes appuyés sur ce modèle pour rechercher les paramètres optimaux de ce procédé, grâce à la méthode des plans d’expériences numériques.

  • Titre traduit

    Contribution to the study and to the optimization of active thermographic process applied to surface crack detection


  • Résumé

    The aim of this work is the detection of open and subjacent defects in metallic materials using laser-material interaction coupled with infrared thermography. This process is a possible alternative for magnetic particles testing and dye penetrant testing in the field of non-destructive testing. This work is divided into three main parties. At first, we have been interested in the characterization of optical and thermophysical properties of materials we used, in order to have good boundary conditions and also for the needs of temperatures fields measurements for validation. The second part concern the development of a numerical simulation model with two step approach: the first involves modelling temperature field with finite element method and the second details the infrared camera modelling. Innovative solutions were used to obtain model which integrates all parameters, with low time calculation. After validated temperature field, this model allows us to look for the process optimal parameters through numerical experimental designs.


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  • Sous le titre : Contribution à l'étude et à l'optimisation du procédé de thermographie active appliquée à la détection de défauts surfaciques
  • Détails : 1 vol. (X-209 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.173-177. 84 références
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