Propagation ultrasonore guidée dans les structures couche/substrat cylindriques : Application au contrôle ultrasonore non destructif des revêtements des cavités et des arbres cylindriques

Abstract

L’objectif de ce travail est d’étudier la propagation des ondes ultrasonores dans les structures couche/substrat cylindriques de longueur infinie. Un modèle de propagation ultrasonore dans ces structures à été mis en œuvre pour déterminer les modes de dispersion et le champ des déplacements dans ces structures. L’application industrielle visée par notre étude est le : contrôle non destructif ultrasonore des revêtements des cavités et des arbres cylindriques exposés à des sollicitations thermomécaniques et chimiques. Dans un premier temps, nous avons développé un code de calcul sur MATALB qui nous a permis de résoudre numériquement et avec une grande précisions l’équation caractéristique et déterminer ainsi les courbes de dispersion et le champ des déplacements tangentiels et radiaux dans les structures couche homogène/substrat cylindriques. Cette étude a permis d’identifier les modes les plus appropriés pour le contrôle non destructif ultrasonore de la couche et de l’interface couche/substrat. Par ailleurs, nous avons clairement montré la possibilité de caractérisation qualitative de la qualité de contact de la couche au substrat à partir du réseau de dispersion de la structure considérée. Ensuite, le modèle développé pour les couches homogènes a été étendu aux couches poreuses. En effet la présence de porosité dans les couches de revêtements confère à celles-ci le rôle supplémentaire de barrière thermique. Le nouveau modèle obtenu de propagation des ondes ultrasonores dans les structures couche poreuse-substrat cylindriques nous a permis de déterminer les modes de dispersion et le champ des déplacements dans ces structures. Par ailleurs, nous avons étudié l’influence de la porosité sur les modes de dispersion et sur le champ des déplacements.les courbes obtenues précisent les modes de propagation dans structure ainsi que leur répartition énergétique spatiale. Nous avons ainsi déterminé les modes les plus appropriés pour le contrôle ultrasonore de la structure et ce pour différentes valeurs de la porosité.