Caractérisation ultrasonore de la porosité dans les composites carbone/époxy stratifiés

par Benoît Mascaro

Thèse de doctorat en Physique. Acoustique

Sous la direction de Vincent Gibiat.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .

mots clés

• Porosité localisée
• Composite
• Atténuation
• Porosité
• Cohérence spatiale
• Contrôle non destructif
• Ultrasons
• Ultrasons -- Thèses et écrits académiques
• Génie acoustique -- Thèses et écrits académiques
• Porosité -- Thèses et écrits académiques
• Époxydes -- Composés -- Thèses et écrits académiques
• Carbone -- Composés -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Nous présentons une étude essentiellement expérimentale sur la caractérisation par inspection ultrasonore de la porosité dans les composites Carbone/Epoxy stratifiés. Une analyse morphologique de la porosité a permis d'observer les formes et les distributions de tailles existantes. La caractérisation ultrasonore globale des populations de porosités a été étudiée à travers l'atténuation en fonction de la fréquence de l'onde cohérente transmise. Des mesures sur des échantillons pertinents, ainsi que des calculs effectués à partir de coupes micrographiques, ont permis de déterminer les possibilités d'évaluer le taux volumique de porosite�� et les tailles présentes. Au delà de l'aspect global, la détection de porosité localisée dans l'épaisseur a également été abordée. Des échantillons spécifiques ont été réalisés, et l'analyse du champ rétrodiffusé a mis en évidence la pertinence de la fréquence, de l'énergie et de la cohérence spatiale pour détecter ce type de défaut.

Titre traduit

Ultrasonic characterization of porosity in CFRP laminates

Résumé

We present an experimental study of porosity characterization in multilayered Carbon/Epoxy composites with ultrasonic inspection. A morphological analysis of porosity allowed to observe the shapes and sizes distributions which can arise inside the material. Global ultrasonic characterization of the population of voids, was studied through the analysis of the transmitted coherent wave attenuation vs frequency. Attenuation mesurements on relevant samples, and theoretical calculus of attenuation from micrographic cuts of the samples, allowed to highlight the assessment potentialities concerning the volumic rate and the voids sizes. Beyond the global aspect, the detection of porosity which is localized in the thickness was also studied. Specific samples were made, and the analysis of backscattered ultrasonic signals showed the relevance of frequency, energy and spatial coherence for the detection of this type of defect.