Modelisation du champ ultrasonore rayonne dans un solide anisotrope et heterogene par un traducteur immerge

• Auteur / Autrice : NICOLAS GENGEMBRE
• Direction : Frédéric Cohen-Tenoudji
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le probleme de la modelisation du champ engendre par un traducteur ultrasonore dans des pieces heterogenes et anisotropes est aborde dans cette these. Ce travail a pour objectifs d'ameliorer la mise en uvre et l'interpretation d'essais non destructifs dans des soudures. Comme le traducteur est de forme quelconque, sa surface emettrice est divisee en sources elementaires supposees ponctuelles. Le champ global en un point de la piece est etabli par superposition des champs elementaires associes a chacune des sources ponctuelles. Un modele a la fois precis et numeriquement efficace est developpe sur les bases de l'approximation de l'acoustique geometrique pour calculer ces champs elementaires. Deux formes differentes de cette approximation sont utilisees : la methode de la phase stationnaire et la methode des pinceaux. La premiere, basee sur une formulation initiale exacte du champ, est utilisee dans le cas anisotrope homogene. Elle met en evidence des configurations particulieres pour lesquelles des developpements supplementaires sont necessaires ; il s'agit du probleme des caustiques (zones de surintensite acoustique). Ce probleme est traite en regime harmonique et en regime transitoire, pour des points du champ situes sur des caustiques, mais aussi a proximite. La seconde methode utilisee, la methode des pinceaux, si elle ne permet pas de traiter ces problemes de caustiques, presente neanmoins l'interet d'etre generalisable aux cas heterogenes, et d'etre bien adaptee a une mise en uvre informatique. Un parallele est trace entre ces deux methodes, leur equivalence est demontree dans un certain nombre de cas, et une methode est proposee pour utiliser conjointement l'une et l'autre afin de prendre en consideration des pieces a la fois anisotropes et heterogenes, et de traiter le probleme des caustiques. Des resultats de calcul de champ dans des soudures sont montres, et leur confrontation avec des experiences et avec un modele exact permet une validation des developpements.