Thèse soutenue

Méthode hybride "intégrales de Fourier / éléments finis de frontière" pour l'étude de l'interaction d'un faisceau ultrasonore avec un défaut situé dans un multicouche

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Auteur / Autrice : Nacera Bedrici-Frai
Direction : Philippe Gatignol
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique avancée
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Compiègne

Résumé

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Les techniques ultrasonores jouent un rôle important dans la détection de défauts dans le cadre du contrôle non destructif (CND) des matériaux. Sur le plan théorique, des études ont été développées pour résoudre le problème de la diffusion des ondes élastiques par un défaut. Certaines méthodes, dites approximatives, donnent des résultats sous forme analytique mais elles restent limitées au cas des hautes fréquences et des défauts de géométrie simple. Plus récemment, des méthodes numériques comme la méthode des éléments finis de frontière (BEM), via l'utilisation de la fonction fondamentale, ont été appliquées pour résoudre le problème de l'interaction des ondes avec des défauts de géométrie quelconque. Si le défaut se trouve dans un milieu en présence d'interfaces infinies séparant des milieux différents, la méthode BEM n'est pas facilement applicable vue la difficulté à exprimer la fonction fondamentale correspondante. L'objet de ce travail de thèse est de simuler à travers une méthode hybride "Intégrales de Fourier BEM" une expérience telle qu'un contrôle en immersion, en prenant en compte le champ acoustique émis par le transducteur dans le fluide d'immersion, l'interaction avec les interfaces infinies et la diffusion par le défaut (ou par plusieurs défauts). En géométrie bidimensionnelle et en régime monochromatique, on modélise le champ incident en le décomposant en ondes planes en utilisant une transformation de Fourier spatiale. L'interaction du champ incident avec le défaut est traitée par une méthode d'éléments finis de frontières (BEM) en écrivant les conditions aux limites du problème sur la frontière du défaut. La traversée des interfaces planes infinies séparant le fluide d'immersion du milieu élastique est traitée en ondes planes après décomposition du champ diffusé par le défaut. Les interactions successives du champ ultrasonore avec le défaut et avec les interfaces nécessitent la mise en œuvre d'une méthode itérative faisant appel à cette méthode hybride pour chaque itération.