Suivi par ondes guidées de l'état de santé de réservoirs composites

Guided waves health monitoring of composite tanks

• Auteur / Autrice : Marie Cinquin
• Direction : Bernard Hosten
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites -- Fatigue

Réservoirs (récipients)

Essais par ultrasons

Résumé

Le contrôle de santé de structures comme les réservoirs cryogéniques ambarqués dans les véhicules à rentrée atmosphérique est une nécessité pour les industries de l'aérospatiale. Ces structures, généralement composées d'un liner métallique et d'un bobinage composite à base de carbone, doivent garder de bonnes performances durant leur vie malgré les sévères sollicitations de charge, d'humidité et de températures qu'elles subissent au cours des vols. L'objectif de cette étude est de mettre au point une méthode ultrasonore de contrôle non destructif pour suivre l'état de santé de réservoirs. La démarche s'attache à respecter les contraintes industrielles qui imposent un accès unilatéral, une absence de contact et des procédures rapides de contrôle. Dans cette optique, des ondes guidées ont été générées et détectées à l'aide de capteurs ultrasonores à couplage par air disposés d'un meême côté. Dans un premier temps, la sensibilité de ces ondes au taux d'humidité et à la microfissuration engendrée par des chocs thermiques, a été étudiée pour des plaques composites à fibre de carbone et matrice époxyde. Ensuite, il a été montré que des ondes guidées pouvaient expérimentalement être générées et détectées dans les parois d'un réservoir EADS. La bonne connaissance des propriétés viscoélastiques des matériaux constitutifs permet de modéliser avec précision la propagation des ondes guidées dans cette structure complexe. Ces modélisations ont servi alors à évaluer la sensibilité des ondes aux éventuels endommagements de la partie composite du réservoir. De plus, des simulations par éléments finis ont été faites pour évaluer la possibilité de détecter un décollement entre le liner et la partie composite du réservoir.