Identification des dommages structurels à travers l’excitation à des fréquences ultrasoniques

Abstract

Ce mémoire s’inscrit dans le cadre du contrôle non destructif, appliqué au diagnostic et à la surveillance de l’intégrité des structures mécaniques et plus précisément sur l’identification des dommages structuraux dans une plaque en aluminium. Une étude bibliographique approfondie a permis de recenser les approches directes et inverses de détection, en mettant la lumière sur l’intérêt croissant des méthodes basées sur la mesure des vibratoires, notamment dans le domaine des hautes fréquences. Une formulation mathématique, basée sur la méthode modale pour le problème directe et sur la méthode des différences finies dans le problème inverse ont été présentées. Pour le cas des plaques endommagées, la pente de rigidité et l’indice de dommage ont été calculés. Des simulations de la réponse libre et forcée ont été réalisées à l’aide des logiciels SolidWorks et ANSYS, afin de mieux comprendre le comportement dynamique de la structure endommagée et d’identifier la présence de dommages. Les résultats montrent que, si les basses fréquences permettent une évaluation globale des défauts par la formulation mathématique à travers l’identification inverse, les hautes fréquences (jusqu’à 1 MHz) permettent une localisation précise, notamment via les simulations sous ANSYS, à travers le calcul direct de la réponse vibratoire. Il ressort de cette étude que l’exploitation du comportement vibratoire à des hautes fréquences, en particulier des ondes de Lamb, constitue une voie prometteuse pour la localisation fine des dommages, grâce à leur forte sensibilité aux variations locales d’épaisseur et de rigidité.