Fiabilité prévisionnelle de la tenue en service de composants mécaniques en présence d’amas de porosités détectés et caractérisés par contrôle non destructif ultrasonore
Auteur / Autrice : | Julien Vasseur |
Direction : | Salim Chaki |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces |
Date : | Soutenance le 01/07/2020 |
Etablissement(s) : | Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : IMT Lille Douai |
Jury : | Président / Présidente : Stéphane Panier |
Examinateurs / Examinatrices : Marc Duquennoy, Dmytro Vasiukov | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Marion Risbet-Voitot, Mourad Bentahar |
Mots clés
Résumé
Ces travaux de thèse ont pour objectif de définir une méthodologie permettant d’estimer de manière réaliste la durée de vie d’une structure en alliage d’aluminium (aluminium 7075-T6) contenant des amas porosités. Le choix technique retenu vise à détecter et caractériser ces porosités au moyen de contrôles non destructifs (CND) par ultrasons et de corréler les images ultrasonores obtenues à des mesures de fatigue. Dans le cadre de nos travaux, ce problème est ramené à une étude 2D où l’amas de porosités est représenté par un ensemble de trous-génératrices usinés, dont les caractéristiques géométriques sont totalement contrôlables, contrairement à celles de la porosité réelle. En partie ultrasonore, un effort particulier est apporté dans la prise en compte des effets de diffusion multiple existant entre les défauts lors du contrôle. Une étude comparative du modèle d’imagerie ainsi développé est menée en confrontant nos simulations à d’autres simulations d’imagerie simplifiées (effectuées sur le logiciel CIVA) mais également à des mesures expérimentales. En partie fatigue, une résolution d’un cas très complexe s’avère nécessaire, puisqu’il implique des possibilités de multi-amorçage et de couplage local de modes de sollicitation. Ce problème de la propagation de la fissure en fatigue est résolu par la méthode G-Ө. Nous montrons l’efficacité de la méthodologie employée en comparant les résultats de durée de vie qu’elle permet de prédire et ceux trouvés expérimentalement par essais de fatigue. Enfin, afin de faire le lien entre le domaine du CND et celui de la mécanique de la rupture, nous présentons une méthode permettant d’estimer la tenue en fatigue d’une éprouvette au vu de son imagerie obtenue suite à son contrôle ultrasonore. Cette démarche permet ainsi de proposer une méthodologie originale couplant le contrôle ultrasonore et la fatigue, en mettant en place un chaînage entre les deux domaines pour la fiabilisation de la prédiction de la durée de vie des structures en fatigue.