Propagation des ondes de lamb dans un materiau composite stratifie - application a la detection de delaminages -

Propagation of lamb waves in layered composite materials - application to the detection of delaminations -

• Auteur / Autrice : CHRISTOPHE SIMON
• Direction : Daniel Royer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Cette these porte sur la propagation des ondes de lamb dans un materiau composite stratifie, en vue de la detection de delaminages. Les ondes de lamb sont utilisees car elles se propagent sur de longues distances, ce qui permet de realiser des controles non destructifs rapides ou des controles de sante integres aux structures. Dans un premier temps, la propagation des ondes de lamb generalisee est analysee selon la theorie des ondes partielles. Le calcul de l'equation de dispersion est simplifie par une decomposition en parties symetrique et antisymetrique independantes. A partir de ces resultats, des simulations numeriques sont menees pour comprendre et identifier les differents modes de propagation. Differentes representations sont introduites : courbes de dispersion, courbes des lenteurs et diagrammes de polarisation qui montrent le couplage entre la dispersion et l'anisotropie du materiau. A partir de l'identification des modes de propagation dans le materiau composite unidirectionnel, un phenomene de transfert de polarisation a ete demontre. L'effet dispersif qui fait varier la vitesse et la polarisation de l'onde joue aussi sur l'attenuation. La prise en compte du terme de viscosite dans les equations montre que non seulement l'attenuation augmente avec la frequence, mais que la dispersion l'augment aussi fortement. Ces resultats ont ete appliques a la propagation des ondes de lamb sur longues distances. La methode de generation des ondes de lamb se fait soit avec des sabots, suivant la technique des coins, soit avec des pastilles collees a la structure. Ils ont aussi montre que l'on pouvait detecter des delaminages dans les materiaux composites par des mesures d'amplitude. Ce resultats a ete utilise pour des mesures sur longues distances avec des pastilles collees au materiau, en vu d'une application aux materiaux et structures sensibles. De nouvelles techniques de detection optiques ont ete utilisees pour des controles non destructifs sans contacts avec le materiau. C'est le cas de la sonde heterodyne qui permet une mesure ponctuelle du deplacement normal a la plaque avec une grande sensibilite, ou de la shearographie qui permet cette mesure directement sur une grande surface. Cette derniere technique a demontre qu'elle peut etre utilisee en controle non destructif rapide pour la detection de delaminages.