Influence de la réalité des matériaux et structures sur la propagation ultrasonore en vue d’améliorer la modélisation du contrôle non destructif

Résumé : La contrôlabilité ultrasonore d’un matériau ou d’une structure désigne la facilité avec laquelle on peut pratiquer un CND par ultrasons. Les caractéristiques d’un milieu réel, rencontré dans l’industrie, influencent la propagation ultrasonore, qui peut donc s’écarter de la théorie établie dans un milieu parfait. Améliorer la contrôlabilité nécessite de bien comprendre la propagation ultrasonore, et donc le milieu dans lequel les ondes se propagent. Cette expertise dans la complexité des interactions entre ultrasons et matériau réel est à la base des travaux de recherche présentés.

C’est le cas des soudures austénitiques épaisses, qui sont des matériaux métalliques anisotropes et hétérogènes, soudés, dont la structure dépend du procédé de soudage. Ces structures très particulières impliquent un contrôle ultrasonore réputé complexe, du fait des fortes déviations et atténuation subies par le faisceau ultrasonore. Le dépôt des passes successives pour remplir le chanfrein implique des croissances de grains non aléatoires, déterminées par des processus qu’il faut connaître, pour ainsi prévoir la propagation des ondes et donc le contrôle ultrasonore. L’objectif est donc de comprendre et fiabiliser le diagnostic, en améliorant la modélisation. Cela passe par l’étude de l’orientation des grains, de l’évaluation de l’atténuation, et d’autres paramètres d’influence de la modélisation comme les constantes d’élasticité.

D’autres milieux et structures complexes sont également étudiés, en particulier dans le cadre des réacteurs nucléaires de 4ème génération, refroidis au sodium liquide (RNR-Na). Ce métal liquide est opaque et interdit tout contrôle visuel interne. On s’intéresse ici à la problématique du contrôle de structures multi-plaques immergées, en utilisant de manière originale les ondes de Lamb associées au retournement temporel, afin de détecter et localiser des défauts dans chaque plaque. L’application visée est le contrôle, depuis l’extérieur, des structures internes de la cuve de réacteur nucléaire.

Enfin des matériaux d’apparence simple, comme des métaux homogènes isotropes, peuvent également perturber un diagnostic de CND. On montre que des caractéristiques micrométriques comme les distributions de tailles de grains, ou encore les défauts dans le réseau cristallin (comme les dislocations ou les macles), peuvent influencer de manière non négligeable la propagation des ultrasons, en particulier la vitesse et l'atténuation.

Jury :

    CASTAINGS Michel - Professeur des Universités / INP - I2M (Bordeaux) / Examinateur
    CHAIX Jean-François - Professeur des Universités / AMU - LMA (Aix-en-Provence) / Examinateur
    CORNELOUP Gilles - Professeur Émérite / AMU - LMA (Aix-en-Provence) / Tuteur
    DARMON Michel - Directeur de Recherche / CEA (Saclay) / Rapporteur
    EL GUERJOUMA Rachid - Professeur des Universités / Le Mans Univ. - LAUM (Le Mans) / Invité
    GUEUDRÉ Cécile - Maître de Conférences / AMU - LMA (Aix-en-Provence) / Invité
    GUY Philippe - Maître de Conférences / INSA - LVA (Lyon) / Rapporteur
    POTEL Catherine - Professeur des Universités / Le Mans Univ. - LAUM (Le Mans) / Rapporteur
    PRADA Claire - Directeur de Recherche / Institut Langevin (Paris) / Examinateur

Mardi 19 mars 2024, à 9h30 à l'amphi nord de l'IUT d'Aix (avenue Gaston Berger)

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