06 Décembre – Soutenance de thèse - Paul Zabbal

14 h Salle 33 - CEA Saclay / bâtiment Digiteo Labs

Conception d'un dispositif de contrôle non-destructif par ultrasons de structure collée exploitant une cavité réverbérante à retournement temporel.

Le collage connait un essor dans l’industrie en remplacement des techniques anciennes d’assemblage, car il permet notamment un allègement des structures, une meilleure répartition des contraintes et d’assembler différents matériaux comme les composites. Cependant un frein à cette croissance qui perdure est la possibilité d’évaluer de manière non-destructive la qualité de l’adhésion d’une structure collée. C’est pourquoi nous nous sommes intéressés dans cette thèse à développer une méthode de contrôle de l’adhésion d’échantillons collés représentatifs d’un cas industriel, à savoir des échantillons métalliques avec un adhésif de faible épaisseur. Les défauts ont été insérés dans les échantillons à l’interface entre un des adhérents et l’adhésif, de façon à créer un défaut adhésif, le plus critique pour l’industrie. Après avoir montré les limites des méthodes linéaires usuelles, des algorithmes d’optimisation d’imagerie de courbes de dispersion ont été développées. Cependant, malgré ces améliorations les ondes guidées ne se sont pas montrées suffisamment sensibles à des interfaces de faible dans cette configuration, pour des adhésifs de faible épaisseur et lorsqu’une incertitude des épaisseurs des matériaux est tolérée. Ainsi, les méthodes de contrôle exploitant l’interaction non-linéaire de défauts de contact soumis à une onde ultrasonore de forte amplitude sont étudiées car soumises à moins de contraintes. Pour pouvoir mesurer ces nonlinéarités, il est nécessaire de générer des ultrasons avec suffisamment d’énergie pour solliciter l’assemblage collé, ce qui implique généralement l’usage de dispositifs électroniques de puissance qui sont eux-mêmes intrinsèquement non-linéaires. Pour contourner ces limitations technologiques, nous avons développé un dispositif dédié, utilisant des traducteurs excités avec de faibles tensions, collés sur un objet solide réverbérant, le tout formant un capteur à part entière.
Grâce à l’émission de signaux complexes sur les traducteurs, l’énergie acoustique est concentrée en sortie du dispositif, de façon à générer des ondes de fortes amplitudes à la surface d’un échantillon à contrôler. Nous présentons des résultats de contrôle d’échantillons collés présentant des défauts d’adhésion : spray de téflon, trace de doigt etc. Ces mesures ultrasonores sont alors corrélées à des tests mécaniques pour valider la méthode ultrasonore.

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