Evaluation de l’intégrité structurelle à l’aide d’ondes guidées

Résumé : L’évaluation de l’intégrité structurelle à l’aide d’ondes guidées est une méthode non destructive visant à détecter, localiser et parfois caractériser les défauts ou dommages dans les structures. Cette approche repose sur la propagation d’ondes élastiques à travers la structure, ce qui permet de détecter les variations locales en les comparant à un état de référence de la structure. Malheureusement, les ondes élastiques ne se modifient pas uniquement en présence de défauts; il est bien connu que des effets environnementaux tels que le contraint, les variations de température ambiante et la charge liquide modifie les tracés temporels. Pour illustrer ces concepts, trois exemples seront présentés :
     1 - Identification et localisation de dommages par perde de masse dans des structures métalliques complexes :
Ce méthode basée sur les données consiste à effectuer une réduction de dimension linéaire dans ces ensembles de données en utilisant une analyse en composantes indépendantes (ICA). Les vecteurs de poids ont été utilisés pour
identifier si un signal donné provenait d’un état initial ou d’un état endommagé. Une fois les dommages détectés, les données des ondes guidées ont ensuite été traitées avec les algorithmes de soustraction de ligne de base optimale (OBS), d’étirement optimal (OS) et de compensation de déphasage (PSC). Un algorithme d’image de décalage et de somme a ensuite été appliqué aux signaux résiduels afin d’évaluer les capacités de localisation des défauts du système. Les résultats montrent que le système est capable de détecter des pertes de paroi localisées et d’indiquer leur position correcte pour des dommages supérieurs à une perte d’épaisseur de paroi de 20%.
     2 - L’évaluation de l’exsudation dans les réservoirs sous pression en plastique renforcé de fibres de verre :
Dans le secteur du pétrole et du gaz, les réservoirs sous pression composites sont de plus en plus utilisés en raison de leur exceptionnelle résistance à la corrosion, mais l’évaluation de leur état de fatigue reste un défi. Cette étude vise à évaluer les dommages de fatigue, en particulier l’exsudation, dans les tuyaux en plastique renforcé de fibres de verre soumis à des cycles de fatigue à l’aide de données d’ondes élastiques. En utilisant la méthode de Dynamic Time Warping (DTW) pour extraire des caractéristiques des données d’ultrasons à ondes guidées, donnant des résultats comparables à ceux des jauges de contrainte montées en surface, malgré des variations de température pouvant atteindre 20°C pendant les tests.
     3 - Evaluation des dommages de fatigue dans les bandes d’acier :
Les dommages microscopiques restent indétectables avec les techniques ultrasonores linéaires classiques, mais ils affectent la propagation des ondes non-linéaires. La technique ultrasonore non linéaire s’est avérée capable de détecter et de surveiller l’accumulation de dommages et de changements microstructuraux. La méthode de monitorament par ondes guidées non linéaires a été appliquée pour la détection de la propagation cumulative des harmoniques supérieurs pour l’analyse des dommages microstructuraux dans les bandes d’armature de tension des risers flexibles. Les résultats montrent que le fil d’armature de tension d’un riser flexible étudié présente une propagation cumulative dans certaines conditions.

Le mardi 4 juin 2024 à 11h00 / Amphithéâtre François Canac, LMA

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