Thèse soutenue

Identification des propriétés d'élasticité et d'amortissement d'une fibre isolée anisotrope par ultrasons laser : ouverture au cas des fibres naturelles
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Auteur / Autrice : Haithem Khelfa
Direction : Pascal PicartMohamed GargouriDenis MounierChristophe Poilâne
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique
Date : Soutenance le 29/09/2015
Etablissement(s) : Le Mans en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'acoustique de l'Université du Mans - Laboratoire d'acoustique de l'université du Maine / LAUM
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Prada, Kamel Guidara, Olivier Arnould
Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Prada, Rachid Nasri

Résumé

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Ce travail de thèse porte sur l’étude des propriétés d’élasticité et d’amortissement des fibres micrométriques qui sont utilisées comme des renforts dans les matériaux composites. Des fibres artificielles, homogènes et circulaires, ont fait l’objet d’une étude expérimentale par l’application de la technique des ultrasons laser (USL) couplée à une identification modale basée sur une modélisation des modes des vibrations par éléments finis (FEM). Dans le cas d’une fibre végétale, l’application de la méthode LU requiert la connaissance préalable de la géométrie 3D de la fibre unitaire dans la zone de mesure. Pour déterminer cette géométrie, nous avons développé un dispositif de micro-tomographie par projection optique (OPT) in-situ de la fibre en utilisant la technique de l’holographie numérique. Le manuscrit de thèse est organisé autour de quatre chapitres. Le premier chapitre dresse un état de l’art des fibres micrométriques et des méthodes les plus courantes utilisées pour caractériser leurs propriétés mécaniques. Le second chapitre est dédié à l’aspect théorique de la propagation des ondes acoustiques guidées dans une structure cylindrique (cylindre plein, tubes, section arbitraire). Pour prédire la propagation des ondes acoustiques guidées dans ces structures, un ensemble de méthodes sont présentées. Le troisième chapitre se consacre à l’étude expérimentale des propriétés élastiques et du comportement vibratoire des fibres micrométriques en utilisant la technique USL. Le dernier chapitre du manuscrit présente le principe de la méthode OPT basée sur la microscopie holographie numérique, effectuée in-situ sur la zone USL de la section de la fibre, qui sera utilisée dans le cas d’une fibre unitaire de lin pour connaître sa vraie forme 3D.