Thèse soutenue

Développement de modèles asymptotiques en contrôle non destructif (CND) par ultrasons : interaction des ondes élastiques avec des irrégularités géométriques et prise en compte des ondes de tête.
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Auteur / Autrice : Adrien Ferrand
Direction : Marc DeschampsMichel Darmon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 13/05/2014
Etablissement(s) : Bordeaux
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Département Imagerie et Simulation pour le Contrôle (Saclay)
Jury : Président / Présidente : Francine Luppé
Examinateurs / Examinatrices : Joseph Moysan, Frédéric Molinet
Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Farra, Daniel Bouche

Résumé

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L’onde de tête est l’onde de première arrivée observée au cours d’une inspection TOFD (Time Of Flight Diffraction). La technique TOFD est une méthode d’inspection très répandue en CND (Contrôle Non Destructif) par ultrasons, faisant appel à deux capteurs piézoélectriques positionnés symétriquement et en vis-à-vis, avec un écartement constant, au-dessus de la surface d’entrée de la pièce à inspecter.Une étude numérique montre que la propagation de l’onde de tête près d’une surface d’entrée irrégulière n’est plus un phénomène de propagation uniquement surfacique comme dans le cas d’une surface plane, mais fait aussi intervenir un phénomène de propagation volumique induit par des diffractions du champ ultrasonore sur les irrégularités de surface.Pour modéliser ces phénomènes, une méthode générique de tracé de rayons fondée sur le principe de Fermat généralisé est développée et détermine le parcours effectif dans une pièce de surface irrégulière de toutes les ondes ultrasonores se propageant dont l’onde de tête.L’évaluation des phénomènes de diffraction par des modèles d’amplitude suivant une approche rayons permet ensuite d’obtenir une simulation complète (temps de vol, front d’onde et amplitude) de l’onde de tête pour plusieurs types d’irrégularités surfaciques. Des validations théoriques et expérimentales de l’outil de simulation développé ont été effectuées et se sont avérées concluantes.