Confrontation simulations et expériences pour le contrôle de santé structurale d’une barre en acier ferritique entaillée suivant l’épaisseur
Abstract
Dans de nombreux secteurs industriels, on constate un besoin croissant d’inspecter des parties difficilement accessibles de structures. Il est donc important de mettre en place des moyens d’investigation non destructifs permettant de réaliser ce genre de contrôles. Les ondes guidées répondent à cette problématique et sont grandement utilisés pour le suivi de l’état de santé des structures (barres, plaques, coques, cylindres, etc.). Ces ondes ultrasonores guidées peuvent par exemple être générées et détectées par des pastilles piézoélectriques (PZT) collés sur la structure à inspecter et excitées en basse fréquence sur leur mode de résonance radiale. La réception peut se faire soit avec une autre pastille collée à un autre endroit soit avec la même pastille émettrice. Dans ce papier, nous montrons la faisabilité de la détection d’un défaut de corrosion (perte d’épaisseur) au moyen de ces ondes guidées sur une barre en acier ferritique de dimensions finies. Dans un premier temps, des simulations par éléments finis 2D au moyen du logiciel commercial Comsol Multiphysics sont réalisées en utilisant un signal burst de 5 périodes à la fréquence de résonance radiale (170kHz) des pastilles utilisées dans les expérimentations. A partir des signaux simulés une quantification de la profondeur de l’entaille, basée sur des critères énergétiques est proposée. Dans un second temps, les expérimentations sont menées dans les mêmes conditions que les simulations et les mêmes traitements fréquentiels sont réalisés. Un bon accord simulation/expérience est observé et commenté, aussi bien en émission/réception sur un seul capteur, qu’en transmission entre deux capteurs. La perte d’épaisseur peut être quantifiée avec une bonne approximation. Ceci constitue une validation de la simulation qui peut donc être utilisée pour explorer d’autres types d’interaction mode guidé/défaut.
Domains
Acoustics [physics.class-ph]
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