Contribution à l’étude et à la caractérisation de transducteurs ultrasonores en polymère ou en composite piézoélectrique

par Leong Ratsimandresy

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Claude Baboux.

Soutenue en 1992

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec LTSU - Traitement de Signal et Ultrason (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Transducteurs ultrasonores
• Composites polymères
• Interféromètres laser
• Matériaux piézoélectriques

Résumé

Utilisés comme élément actif d'un transducteur ultrasonore, les polymères et les composites piézoélectriques offrent des propriétés très intéressantes par rapport aux céramiques piézoélectriques traditionnelles. Ce mémoire est une contribution à l'étude et à la caractérisation de ces nouvelles générations de transducteurs. La première partie de ce travail traite les transducteurs piézo-polymères, large bande et haute fréquence. Elle comprend leur réalisation pratique, leur caractérisation et la confrontation de leur comportement avec la simulation. Les résultats obtenus ont démontré la parfaite ma1trise de leur processus de fabrication, aussi bien pour les transducteurs droits que pour les transducteurs focalisés à très grande ouverture angulaire. Nous nous sommes également intéressés aux transducteurs piézo-composites. L'étude réalisée est essentiellement expérimentale au moyen d'un interféromètre laser. Ces mesures ont montré l'intérêt de cette nouvelle technique d'investigation. La complexité des phénomènes observés nécessitera pour leur interprétation complète, la mise en œuvre d'une approche théorique adaptée, de type éléments finis.

Titre traduit

= Contribution to the study and the characterization of ultrasonic transducers made of polymer or composite piezoelectric materials

Résumé

Used as the active element of ultrasonic transducers, piezoelectric polymers and composites present interesting properties compared with classical piezoelectric ceramic. This work is a contribution to the characterization of this new generation of transducers The first part of this study deals with high frequency and large band with piezo-polymers. It consists of their practical realization, their characterisation and the comparison of their behaviour with a numerical simulation. The results show the perfect control of the manufacture process for both normal and large angular aperture focused transducers. We have also considered piezo-composite transducers. The characterization of these transducers is essentially experimental, using a laser interferometer. The results confirm the interest of this new technique of investigation For a thorough interpretation of the complex:. Phenomena observed, it will be necessary to implement an adapted theoretical approach based for example on the finite element method.