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Thèse soutenue

Etude théorique et expérimentale du champ ultrasonore transitoire généré par un transducteur plan dans un milieu solide homogène et isotrope : Approche de la réponse impulsionnelle de diffraction

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Auteur / Autrice : Noureddine Ouarradi
Direction : Bogdan Piwakowski
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Valenciennes

Résumé

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L’objet de cette thèse est le développement d'un code de calcul, basé sur une formulation mathématique explicite, permettant de calculer le champ de déplacement transitoire généré par un transducteur ultrasonore plan, en contact direct avec un milieu solide, homogène et isotrope. La formulation adoptée introduit la fonction de green élastodynamique temporelle. La réponse impulsionnelle de déplacement est donnée sous forme d'une somme de trois intégrales de surface, qui représentent respectivement les contributions des ondes de compression, de cisaillement et de la combinaison de ces deux ondes (terme du champ proche). Le calcul de ces intégrales est réalisé grâce à la méthode de la représentation discrète (dr), basée sur l'approche de la réponse impulsionnelle. Ceci a donné naissance au code dream/s (discrete representation acoustical modelling in solids). Le calcul, ne nécessitant aucune opération mathématique préalable, est purement numérique et ne présente aucune singularité mathématique. Le logiciel dream/s offre plusieurs possibilités à l'opérateur, en mettant à sa disposition différentes bibliothèques pour effectuer une large gamme d'études pratiques. Au regard des solutions explicites existantes dans la littérature, qui sont limitées à un seul type de sources (circulaire ou annulaire), notre approche permet d'étudier un transducteur plan ayant une forme arbitraire, en un temps de calcul très intéressant. Dream/s a été validé par rapport à des solutions analytiques et exactes dans le cas d'un transducteur circulaire ou carre travaillant en mode épaisseur. De nouveaux cas d'études ont été analysés et interprétés tels que les transducteurs rectangulaires et les barrettes linéaires. Une vérification expérimentale des résultats de dream/s est réalisée. Pour ceci, une présentation multi-canaux des signaux enregistrés est adoptée. Cela a permis de développer un outil d'interprétation du champ ultrasonore complexe. La comparaison calcul/mesure a montré une bonne concordance des résultats en ce qui concerne les formes spatio-temporelles.