Acoustique non linéaire pour le contrôle non destructif et le contrôle Santé des matériaux et des structures Applications aux métaux, bétons et composites à base polymère

• Auteur :

  EL GUERJOUMA R., BENTAHAR M., MONNIER T., DEVILLE L., BABOUX J.C.

• Auteur moral :

• Année de parution :

  2004

• Résumé :

  L’acoustique non linéaire de par sa très grande sensibilité à l’endommagement diffus ou localisé des matériaux semble être une nouvelle voie très prometteuse pour le contrôle et l‘évaluation non destructifs. De très nombreuses applications potentielles existent tant pour la détection de fi ssures et leur caractérisation que pour le suivi de l’état de santé des matériaux de structure (métaux, composites, béton,…) et fonctionnels notamment pour l’électronique. Les non linéarités acoustiques peuvent être très élevées pour les matériaux inhomogènes comme les roches et certains composites. Ces non linéarités augmentent sensiblement en présence d’endommagement et ceci y compris pour des matériaux plus homogènes comme les alliages métalliques. En conséquence, la détection de microfi ssures ou de tout endommagement diffus ou localisé précoce, par le suivi des propriétés acoustiques non linéaires peut se révéler un moyen très effi cace pour l’évaluation et le contrôle non destructif des matériaux et des structures. Si sur le plan théorique des efforts restent à faire pour décrire fi nement la complexité des mécanismes mis en jeu, la mise en oeuvre expérimentale de ces méthodes peut être très simple et d’une grande effi cacité pour le Contrôle Non Destructif et le contrôle santé des matériaux et des structures notamment instrumentées. Notre contribution s’inscrit dans ce cadre. Elle concerne trois matériaux, un alliage d’aluminium endommagé par traction, un béton du génie civil endommagé en compression et un composite base polymère endommagé en fl exion. Pour le premier matériau, nous montrons après l’avoir défi ni que le suivi du paramètre de non linéarité acoustique β est très sensible à ce mode d’endommagement. Une étude comparative entre une approche linéaire basée sur le suivi de la rigidité en terme de module d’Young et l’approche non linéaire montre la supériorité de cette dernière. Pour le béton et le composite base polymère nous avons développé une méthode acoustique non linéaire de résonance. Cette méthode consiste à exciter de manière ultrasonore la structure et à suivre un mode de résonance judicieusement choisi en fonction du niveau d’excitation. Pour les matériaux sains, la fréquence de résonance ne varie pas avec le niveau d’excitation. Après endommagement, il apparaît clairement pour les deux matériaux un décalage de cette fréquence de résonance. Ce décalage est fonction du taux d’endommagement. Cette approche relativement facile à mettre en oeuvre, offre un moyen simple et extrêmement sensible pour le contrôle non destructif et le contrôle santé des matériaux et des structures. Nous montrons par ailleurs pour le matériau composite que cette méthode est particulièrement intéressante pour les structures pouvant être instrumentées permettant un suivi in situ de l’endommagement.

• ISBN :

• Thématique(s) :

  Équipements, technologies et recherche

• Type de contenu :

  Article scientifique

• Mot(s) clé(s) :

• Langue :

  Français

• Disponible en prêt au CidB :

  Oui

• Réf. CidB :

  78/10444

• Lien de téléchargement :

  https://www.bruit.fr/revues/78_10444.PDF