Application de la technologie multi-éléments à la caractérisation des matériaux par ondes acoustiques de surface en régime impulsionnel

• Auteur / Autrice : Dominique Frénet
• Direction : Mohamed Ourak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés libres

Mesure acoustique

Dispositif onde acoustique

OOnde acoustique surface

Reseau transducteur

Microscopie acoustique

Propriete mecanique

Essai materiau

Materiau anisotrope

Domaine frequence mhz

Reponse impulsion

Résumé

Dans ce manuscrit, nous présentons l'étude théorique et expérimental qui a été menée pour concevoir un dispositif de contrôle par ondes acoustiques de surface, permettant de caractériser localement (sur une profondeur comparable a la longueur d'onde) des matériaux isotropes ou anisotropes. Le dispositif utilise un capteur multi-éléments de forme conique qui a été spécialement conçu à cet effet. Il fonctionne en régime impulsionnel, dans la gamme de fréquences de 1 à 5 mhz. Il est possible, pour remonter aux propriétés mécaniques des matériaux, de mesurer les caractéristiques (vitesse, atténuation, ) de l'onde de surface. Pour en mesurer la vitesse de propagation, différentes méthodes ont été développées en utilisant les possibilités offertes par la technologie multi-éléments. L'originalité de ces méthodes réside dans le fait que les mesures sont effectuées sans mouvoir le traducteur, ce qui permet de limiter l'encombrement du dispositif, du fait de l'absence de système mécanique. Par ailleurs, cette spécificité permet, par rapport aux méthodes existantes (en particulier, la technique v(z)), d'accélérer la procédure de caractérisations. Dans la partie théorique de cette étude, un modèle versatile permettant de simuler en régime harmonique et en régime impulsionnel, le champ incident, le champ réfléchi sur un matériau isotrope ou anisotrope de surface plane et la tension électrique de sortie pour des traducteurs de forme arbitraire, a été développé. Le modèle a été appliqué au cas du traducteur multi-éléments conique et également au cas des traducteurs monolithiques plans de forme rectangulaire ainsi qu'aux traducteurs focalisants de forme sphérique et cylindrique. Il permet non seulement de prédire les contributions géométriques (spéculaires) du champ acoustique réfléchi et le signal correspondant, mais également les contributions rayonnées (non spéculaires) relatives a l'excitation des ondes de surface.