Contribution de la vibrothermographie à la détection et à la caractérisation de l'endommagement dans les matériaux composites

par Pierre Potet

Thèse de doctorat en Mécanique appliquée et matériaux

Sous la direction de Claude Bathias.

Soutenue en 1988

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Vibrothermographie
• Composites
• Contrôle non destructif
• Plaques (ingénierie)
• Cartographie
• Ultrasons
• Scanographie
• Modèles mathématiques
• Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Résumé

La modélisation des phénomènes thermophysiques mis en place lors d'essais de vibrothermographie a été effectuée. Le modèle théorique proposé est valable dans le cadre de l'approximation des plaques minces orthotropes, et permet, à partir de la mesure d'un champ de température issu d'un essai de vibrothermographie, de remonter à la cartographie du champ de courses de chaleur initial. Les essais effectués ont porté principalement sur des échantillons de matériaux composites endommagés par impact de choc. Les cartographies de sources de chaleur obtenues sur ces échantillons ont été composées avec des résultats d'essais de contrôle non destructif (CND), effectués par des techniques éprouvées, telles que les ultrasons, la tomodensitométrie et la radiographie. Les résultats obtenus montrent clairement le fort potentiel de cette technique pour la détection et la caractérisation des endommagements dans les matériaux composites.

Titre traduit

The applications of vibrothermography to the detection and characterization of damages in composite materials

Résumé

A modelisation of the heat transfer phenomenas occurring during vibrothermographic experiments was carried out. The theoretical model can be used in the case of a thin orthotropic plate. It permits the determination of the heat source field from a measured temperature field. The experimental study was made with impacted damaged specimens. The results obtained from vibrothermographic experiments were compared with those obtained from standard NDT tests, such as ultrasonics, radiography and tomodensitometry. The results clearly show the high potential of this technique for the detection and characterisation of damage in composite materials.