Prsentation PowerPoint

Dveloppement de modles asymptotiques en Contrle Non Destructif (CND) par ultrasons :Interaction des ondes lastiques avec des irrgularits gomtriques et prise en compte des ondes de tteThse prsente et soutenue par :Adrien FERRANDMardi 13 mai 2014Soutenance de thseUniversit de Bordeaux I cole doctorale SPIMme.FARRA, VroniquePhysicienne Adjointe, IPGP ParisRapportriceM.BOUCHE, DanielDirecteur de recherches CEA, CEA/DAM ArpajonRapporteurM.DESCHAMPS, MarcDirecteur de recherches CNRS, I2M BordeauxDirecteur de thseM.DARMON, MichelIngnieur-Chercheur Expert, CEA/LIST Gif-sur-YvetteEncadrant de thseMme.LUPP, FrancineProfesseur des Universits, LOMC Le HavreExaminatriceM.MOYSAN, JosephProfesseur des Universits, LMA Aix-MarseilleExaminateurM.MOLINET, FrdricAncien Directeur de MOTHESIMMembre invitEn prsence du jury :Le Contrle Non DestructifContexteDfinition : ensemble des techniques non invasives permettant de caractriser et de vrifier ltat de pices composant une structure industrielleObjectif : assurer lintgrit physique des structures industriellesDomaines dapplication : nuclaire, aronautique, transport, sidrurgie, gnie civil...Nature des techniques : lectromagntisme, thermographie, chimie, mcaniqueJourne des Thses | Adrien FERRAND | 2

Les mthodes ultrasonores en CNDPrincipe des mthodes ultrasonores :Gnration dondes ultrasonores dans la pice inspecte laide de capteurs (pizolectriques, EMAT)Conclusion sur lintgrit de la pice en analysant les chos gnrs dans la piceLa technique TOFD (Time of Flight Diffraction)ContexteJourne des Thses | Adrien FERRAND | 3Prsentation de la technique dinspection TOFDTechnique CND ultrasonoreDtecter, positionner et dimensionner des dfauts grce leurs chos de diffractionDeux capteurs face face relis mcaniquement avec espacement fixeUtilise au contact et en immersion (en eau)

Inspection au contactmetteurRcepteurDfauts planDirection de dplacementDirection de dplacementOndes de tte en inspection TOFD sur pice planeContexte

Direction de linspectionEmetteurRcepteurDfaut non dbouchantEchantillon32 & 212 : Diffraction basse du dfaut3 : Onde de tte1 : Rflexion sur le fond2 : Diffraction haute du dfautDirection dinspectionTemps

Journe des Thses | Adrien FERRAND | 4Caractristique de londe de tteOnde reue chronologiquement avant toutes les autresRfraction critique et Propagation le long de la surface planeInformations sur ltat de surface et la position des dfautstude de londe de tte :Essentielle au diagnostic CNDOnde de tteRfraction critiqueOnde de tte rayonnant langle critiqueEmetteurRcepteurRayon incidentRayon reuInterface plane

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 5Mthode industrielle : Rparation de pices par retrait de matireDtection de dfauts puis retrait de la zone abime en vue de son remplacementFormation dun affouillement avant remplacement

Linspection TOFD sur des pices de surfaces irrguliresContrle de la rparationPrincipe : inspection TOFD sur laffouillementObjectif : sassurer du retrait complet de la zone abimeIrrgularit de la surface => perturbation du champ ultrasonore et de londe de ttemetteurRcepteurDirection de dplacementAffouillementContextePiceDfautZone abimePiceAffouillementRetrait de matire5Les ondes de tte sur une interface irrgulireContexteGomtrie tudie : laffouillement

Vue de ctPartie plane de lchantillonPartie affouillement de lchantillon

Onde de tteDiffraction sur le dfautDirection dinspectionTemps

AffouillementDfautTransducteurDirection dinspectionVue du dessusTransducteurTransducteurPlusieurs diffrences exprimentales observes par rapport au cas planVariations du temps de vol et de lamplitude du signal de londe de tte

DfautSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 6ProblmatiqueContexteLogiciel CIVA (dvelopp par CEA/LIST) : simulation dinspections CND, dont technique TOFD, par mthodes semi-analytiquesExistant : chos de diffraction (GTD), chos de fond (Kirchhoff, lastodynamique gomtrique)Existant : ondes de tte sur interface plane (modle fond sur rfraction critique)Objectif de la thseModliser la propagation du champ de londe de tte sur surface irrgulire en inspection TOFDJourne des Thses | Adrien FERRAND | 7A dvelopper : influence de la surface irrgulire sur le signal de londe de tteOnde de tteEmetteurRcepteurRayon incidentRayon reuInterface planePlan de la prsentationContexte

Partie I

Partie II

Partie III

Partie IV

ConclusionApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire

Dveloppement dun algorithme gnrique de trac de rayons

Modles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte

Intgration CIVA et validation du modle de simulation de londe de tte

Journe des Thses | Adrien FERRAND | 8Approche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulireContextePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVConclusionT_tho = 7 min

Transition vers P1 : configuration affouillement trs spcifique, peu de bibliographie en CND, mais OT largement tudies en gophysique, donc tude bibliographique9Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulireSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 10 Bibliographie : londe de tte sur interfaces irrgulires en gophysiquetude numrique de la propagation de londe de tte sur des interfaces irrguliresSimulations par lments finis : ondes SH sur plans inclins, valle, double valle1)2)3)4)Z. Hong, C. Xiao-fei, Ray path head waves on irregular interface, Applied Geophysics, 2010 tude du temps de vol de londe de tte -> mise en vidence de plusieurs contributions :Ondes rasantes : gnration critique + propagation uniquement surfaciqueOndes partiellement en volume : issues de linteraction surface/ondes rfractes

En gomtrie complexe, londe de tte = rsultat de plusieurs phnomnes de propagation diffrentsHypothse onde volumique majoritaire dans la suite et sera vrifie10Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 11Simulation numrique dune inspection TOFD sous CIVA/AthenaCIVA/Athena : logiciel hybride -> champ : modle CIVA semi-analytique -> interaction champ/diffuseur : code lments finis Athena (EDF)Extraction des instantans du champ ultrasonoreAnalyse des fronts prsents sur les instantans

Configuration dinspection : surface avec irrgularit cylindriquetude numrique du champ lastodynamique en inspection TOFD sur un cylindre

Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire1)2)3)4)Gengembre, N. et al., AIP Conf. Proc., 2004, vol. 700, p.74Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 12Rsultats de la simulation sous CIVA/Athenatude du champ lastodynamique en inspection TOFD sur un cylindrePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire

1)2)3)4)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 13Analyse des instantans du champtude du champ lastodynamique en inspection TOFD sur un cylindre

piceairsurfaceL2OTc3 ou T3OTrfondT3 : Onde T diffracte sur la surface courbeOTc3 : Onde de tte T critique sur surface planeOTr : Onde de tte L reue sur le capteur

Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire1)2)3)4)

L1piceairsurfaceL2OTc1OTc1 ou T1fondombre gomtriqueL1 : Onde L rfracte dans la piceT1 : Onde T rflchie sur la surface courbeOTc1 : Onde de tte critique T sur la surface courbeL2 : Onde L diffracte le long de la surface courbe

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 14Interprtation de la propagation de londe de tteEmetteurRcepteurSurface irrgulireAttachement sur le cylindreRfractionRfractionRayon incidentRayon reuOnde de tteRfraction critiqueOnde de tte rayonnant langle critiqueEmetteurRcepteurRayon incidentRayon reuInterface planeSur interface planeRfraction critique + propagation surfacique de londe de tteHypothse de propagation sur interface irrgulireOnde de tte : rsultat de diffractions sur les irrgularits de linterface dans le volumePhnomnes de diffraction prvus par la Thorie Gomtrique de la DiffractionPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire

Rsultats de simulations FEMRayon diffract1)2)3)4)Dtachement du cylindreSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 15Introduction la Thorie Gomtrique de la Diffraction (GTD)Thorie de type rayon tendant les possibilits de la thorie rayon gomtriqueThorie des rayons gomtriques : rayons existants uniquement en zone claireThorie GTD : ajout de rayons diffracts dans les zones dombreCalculs analytiques de diffraction sur obstacles canoniques (demi-plan, arte de didre, surfaces courbes)Extension de lacoustique gomtrique la diffraction par des irrgularits

Rayons gomtriquesRayons diffractsZone dombreZone claireObjet canoniquePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulire1)2)3)4)J. B. Keller, Geometrical theory of diffraction, JOSA, vol.52, no. 2, pp.116-130, 1962Solution propose : modliser la propagation des ondes de tte sur des gomtries irrgulires par une mthode rayonSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 16Approche rayon pour calcul de londe de tte sur une surface irrgulire01Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVApproche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulireObjectif : Calculer la rponse 2D de londe de tteHypothse : Ligne source monochromatique1) Trajet rayon dtermin entre les points source et observation2) Dtection des interactions entre londe et la surface le long du trajetInteraction8Interaction 1Interaction 2Interaction 7Interaction 4Interaction 6Interaction 5Interaction 31)2)3)4)Dveloppement dun algorithme gnrique de trac de rayonsContextePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVConclusionT_tho = 15 min17Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 18Objectif du Generic Ray Tracing Tool (GRTT)Tracer le trajet de toute onde se propageant dans une pice irrgulirePrincipes de lalgorithmePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)

Milieu couplantMilieu pice

Milieu couplantMilieu piceCourbe

Milieu couplantMilieu pice

Entres de lalgorithmeDescription CAO de la surface de lchantillonParamtres gomtriques et structurauxDescription des dfautsNature des ondes recherches (L, T, Rayleigh ...)

Sorties de lalgorithmeTrajet et front des ondes recherchesExemple de surfaces irrgulires traites : didre, irrgularit courbe, affouillement

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 19Principes physiques de lalgorithme : innovation par mthode des sources dinterfaceMilieu constitu de volumes homognesInteraction du champ avec les interfaces => propagation de londePrincipe de Huygens : interface = ensemble de sources secondaires ( tout le volume)Trajet de londe : succession de sources secondaires relies par rayons lmentaires

Principes de lalgorithme GRTTPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons

Choix du trajet reprsentant effectivement londe modlisePrincipe de Fermat gnralis : Le trajet effectif dune onde minimise son temps de vol1)2)3)4)Approche usuelle du trac de rayons dans littratureMaillage du volume et trac de rayons dans toute la grilleDonner oralement exemples de trajets.19Fonctionnement de lalgorithme GRTT

Configuration CIVAPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Recherche du trajet minimisant le temps de vol : thorie des graphes orientsGraphe orient : ensemble de sommets relis entre eux par des vecteurs (direction + poids)Algorithme Dijkstra : dtermination rapide du parcours de poids le + faible entre 2 sommetsDemande de brevet dpose sur la technique du GRTT1re tape : Discrtisation de linterface et des dfautsSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 20

20Recherche du trajet minimisant le temps de vol : thorie des graphes orientsGraphe orient : ensemble de sommets relis entre eux par des vecteurs (direction + poids)Algorithme Dijkstra : dtermination rapide du parcours de poids le + faible entre 2 sommetsDemande de brevet dpose sur la technique du GRTTFonctionnement de lalgorithme GRTT2me tape : Construction du graphe orientPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 21

R12A1A2A3A4A5R13R14R34R35R54Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 22Recherche du trajet minimisant le temps de vol : thorie des graphes orientsGraphe orient : ensemble de sommets relis entre eux par des vecteurs (direction + poids)Algorithme Dijkstra : dtermination rapide du parcours de poids le + faible entre 2 sommetsDemande de brevet dpose sur la technique du GRTTFonctionnement de lalgorithme GRTTPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Nombreuses possibilits offertes par lalgorithme GRTTPrincipe : contraintes dfinies par lutilisateur et intgres dans le graphe orientExemples : contraintes de passage (passage en un point, rflexion...), recherche de modes de propagation spcifiques

A2A19A47A78A893me tape : Parcours optimis du graphe orientR12A1A2A3A4A5R13R14R34R35R45Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 23Application de lalgorithme GRTTObjectif : Valider les rsultats obtenus (rayons, front donde) avec lalgorithme GRTT

Mthode : Comparaison des fronts par le GRTT et sous CIVA/AthenaPlusieurs ondes, gomtries daffouillementPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Bonne concordance des fronts GRTT et CIVA/Athena Premier cas : Front de londe L dans lombre de laffouillementHypothse : diffraction de londe rfracte sur les bords courbes de laffouillement

3040506070800-5-10Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 24Deuxime cas : Front de londe T dans la pice laplomb du capteur rcepteurHypothse : rflexion non critique avec conversion de mode L->T sur la surface de la pice du champ diffract par laffouillement

Application de lalgorithme GRTTPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Bonne concordance des fronts GRTT et CIVA/Athena

304050607080901000-5-10-15-20-25

9010095850-5LTSimulation du parcours et du front de londe de tteFront de londe de tteRayon rasantDiffraction sur la partie courbeRfraction non critiqueApplication du GRTT sur le front de londe de tte reue prs du rcepteurComparaison des fronts calculs par le GRTT et par simulation lments finisPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVDveloppement dun algorithme de trac de rayons1)2)3)4)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 25Validation de lhypothse sur la propagation de londe de tte : propagation principalement dans le volume et diffraction sur les irrgularits surfaciquesBonne concordance des fronts : Validation de lalgorithme GRTT

0-5-10-15-20-2530405060708090100

8590951001050-5Modles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tteContextePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVConclusionT_tho = 24 min26Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 27Rappel : Principe de calcul du signal de londe de tteObjectif : Calculer la rponse 2D de londe de tte (hypothse ligne source monochromatique)1) Trajet rayon dtermin par le GRTT entre les points source et observation2) Dtection des interactions entre londe et la surface le long du trajet01- Rayon rampant sur irrgularit cylindrique- Rayon rasantModles rayon dvelopps :Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte1)2)3)4)Fin slide : transition vers cas acoustique27Principe du rayon rampantPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tteSQP1P2aEchantillonSurfaceOmbre gomtriqueFrontire ombre/lumire1)2)3)4)

Modle de lAcoustique GomtriqueMilieu videMilieu fluide

Modle de lAcoustique Gomtrique

Modle de lAcoustique GomtriqueFrontire ombre/lumire

Frontire ombre/lumireModle de lAcoustique GomtriqueModle GTD du rayon rampant

Modle de lAcoustique GomtriqueModle GTD du rayon rampantFrontire ombre/lumireDivergence

Modle de lAcoustique GomtriqueModle GTD du rayon rampantFrontire ombre/lumire

Frontire ombre/lumireModle GTD du rayon rampant

Frontire ombre/lumireModle GTD du rayon rampantDveloppement + application dun premier modle GTD de rayon rampantCas acoustique (milieux fluides)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 28Milieu fluide 1Milieu fluide 2Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 29Dmarche en modlisationProposition de deux modles de calcul du champ le long du rayon rampantModle SOV en champ lointainModle GTD asymptotique du rayon rampantSlection du meilleur modleCritres : compatibilit approche rayon, simplicit et prcisionModle de rayon rampant en milieu lastiquePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tteSQP1P2aEchantillonSurfaceOmbre gomtriqueFrontire ombre/lumire1)2)3)4)Commencer en disant quon trouve le rayon rampant pour les irrgularits donnes dans le slide29Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 30Expression exacte de la diffraction dune onde plane sur cavit cylindrique en milieu lastiqueMthode SOV en milieu lastique

Modle de rayon rampant sur cavit cylindrique en milieu lastique

Cavit cylindrique

Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte

Brind, R. J. et al. Wave Motion, vol. 6, no. 1 (1984): 41-60.1)2)3)4)+--Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 31Champ calcul : champ gomtrique + ondes rampantesModle de rayon rampant sur cavit cylindrique en milieu lastiqueChamp incident sur le cylindreChamp mis en direction du point dobservation Interaction avec le cylindre

Cylindre diffractant

Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte

1)2)3)4)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 32Second modle : modle GTD asymptotique du rayon rampantPrincipe : Extraction contribution des rayons rampants depuis formulation exacte SOVModle de rayon rampant sur cavit cylindrique en milieu lastiqueChamp incident sur le cylindreChamp mis en direction du point dobservation Perte amplitude de londe rampanteBrind, R. J. et al. Wave Motion6.1 (1984): 41-60.SQP1P2EchantillonSurface

Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte1)2)3)4)Watson, G. N., Proc. R. Soc., vol . 95 (1919): 546-563.Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 33Comparaison des diffrents modles damplitudeModle de rayon rampant sur cavit cylindrique en milieu lastiquePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte

SOV champ lointainSOV exactSOV exactChamps gomtrique + rampantChampgomtriqueChamp rampantPnombrePnombreSolution adopte : Choix du modle SOV champ lointain et drivation en modle rayon rampantModle SOV champ lointain adapt pour compatibilit approche rayon et limination de la contribution gomtrique (rflexion spculaire) 1)2)3)4)tude du modle GTD du rayon rampanttude du modle SOV champ lointainSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 34Rayon rasant : rayon lanc par un rayon rampant et rasant la surface de lchantillonModle de rayon rasant en milieu lastiqueRayon rampantRayon rampantRayon rasantSurfaceP1P2SQRayon rampantRayon rasantPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte1)2)3)4)V. Borovikov, Diffraction by a wedge with curved faces, Akust Zh, vol. 25, no. 6, 1984

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 35Modle de rayon rasant en milieu lastiquePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVModles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tte

Obtention dun modle empirique de rayon rasant lastique (interface vide/acier)1)2)3)4)Intgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tteContextePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVConclusionT_tho = 34 min36Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 37Prcdemment prsent : trac de rayon GRTT + modles damplitude pour onde de tte entre deux points

Module CIVA Simulation dinspectionSimulation des reprsentations chographiques dune inspection TOFD

ObjectifsSimulation du signal de londe de tte sur interface irrgulire dans CIVA

AvantagesSimulation inspection TOFD complte prenant compte des effets des irrgularitsComparaison avec rsultats de simulation numrique/exprimentauxValidations (thoriques et exprimentales) possibles du modleObjectif et principe de lintgration du modle dans CIVAPartie IPartie IIPartie IIIPartie IV1)2)3)Intgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tteSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 38Objectif et principe de lintgration du modle dans CIVAObjectif : Calculer la rponse temporelle 2D de londe de tte (signal multi-frquentiel)Hypothse : Sources tendues (pastilles mettrice & rceptrice)1) Discrtisation des surfaces mettrice et rceptrices3) Boucle en frquence et sommation sur les surfaces mettrice et rceptrice

0Pastille mettricePastille rceptrice

Calcul du trajet de londe de tte, dtermination des interactions trajet/surfaceApplication des modles rayon damplitude chaque interactionPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVIntgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tte1)2)3)Partie IIPartie IIIPrincipe : comparaison des signaux donde de tte simulssous CIVA + modle intgr (CIVA/GRTT) Validations thoriques du modleComparaison : Temps de vol et Amplitude de londe de tte reuesous CIVA/Athena (lments finis)Deux types de configuration :Partie IPartie IIPartie IIIPartie IVIntgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tte1)2)3)

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 39Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 40Validations thoriques du modle

SurfaceExcellente concordance des temps de vol de londe de ttePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVIntgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tte1)2)3)Bien dire CIVA avant GRTT : tps vol de londe se propageant intgralement en surface40Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 41Validations thoriques du modle

SurfaceExcellente concordance des temps de vol de londe de ttePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVIntgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tte1)2)3)Validation des temps de vol du modle sur toutes les configurations testes

Validations thoriques du modleSurfacePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVIntgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de tte1)2)3)Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 42 Petites irrgularitsFaible ka : annulation du modle SOV, alors que OT converge vers amplitude plane (Cerveny)Grand ka : bien dire que erreur est due au champ proche, pas au ka (ka>100 ici)42

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 43Partie IPartie IIPartie IIIPartie IV1)2)3)4)Validation du modle de simulation de londe de tte sur interface irrgulireValidations thoriques du modleSurfaceValidation en amplitude sur cylindre + affouillement43Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 44Validation exprimentale du modlePrincipe : comparaison du signal donde de ttesimul sous CIVA/GRTTexprimentalPartie IPartie IIPartie IIIPartie IVValidation du modle de simulation de londe de tte sur interface irrgulire1)2)3)

Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 45B-scan exprimentalValidation exprimentale du modlePartie IPartie IIPartie IIIPartie IVValidation du modle de simulation de londe de tte sur interface irrgulire

1)2)3)

Onde de tteRflexion sur le fond de la piceA-scan exprimental et A-scan simul CIVA/GRTTExcellente concordance entre CIVA/GRTT et lacquisition exprimentaleComparaison des signaux simu/exp (talonnage sur trou cylindrique diamtre 4mm) :ExprienceSimulation45Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 46Approche en modlisation de la propagation de londe de tte sur gomtrie irrgulireMcanisme de propagation : implique diffractions volumiques de londe sur les irrgularitsApproche rayon : calcul du trajet & interactions, application de modles rayon damplitude

Dveloppement dun algorithme gnrique de trac de rayons (GRTT)Trajet de toute onde dans une pice irrgulire : innovant et grande latitude de calculAlgorithme valid et confirmation du mcanisme de propagation de londe de tte

Modles rayon pour le calcul en amplitude de londe de tteDiffraction sur interface courbe : modle du rayon rampant lastique (SOV champ lointain) validDiffraction sur affouillement : modle empirique de rayon rasant

Intgration CIVA et Validation du modle de simulation de londe de ttePrise en compte de leffet de la surface sur londe de tte en simulation TOFDValidations thoriques et exprimentale (cylindre + affouillement) concluantesConclusionsConclusions & Perspectives46Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 47PerspectivesConclusions & Perspectives47BrevetMthode algorithmique de trac de rayons pour la simulation de linspection ultrasonore dun composant surface irrgulire et contenant des dfauts de structure, dpt INPI, aot 2013

Articles comit de lectureModeling of ray paths of head waves on irregular interfaces in TOFD inspection for NDE, Ultrasonics, 2013,Modeling of waves propagation on irregular surfaces using ray tracing and GTD approaches: Application to head waves simulation in TOFD inspections for NDT, J. Phys. Conf. Ser., 2013Article JASA prvu sur la simulation en amplitude des ondes de tte

ConfrencesModeling of ray paths of head waves on irregular interfaces in TOFD inspection for NDT, GDR Ultrasons 2012Modeling of waves propagation on irregular surfaces using ray tracing and GTD approaches: application to head waves simulation in TOFD inspections for NDT, AFPAC 2013Modlisation de la propagation des ondes de tte ultrasonores sur des gomtries irrgulires en inspection TOFD, JAPSUS 2013

Je vous remercie pour votre attention !CommunicationsT tho = 46 min48Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 49Interaction entre londe de tte et les dfauts de la piceAnnexes

Prise en compte des dfauts dans lalgorithme GRTT (Matlab) :

Trajet de londe de tte le long dun affouillement comprenant un dfaut dbouchant dans lombre Soutenance de thse | Adrien FERRAND | 50Vitesse des ondes rampantes

Trou gnratrice

Onde rampante (dans les 2 sens)Onde rflchie

Uberall, H., Phys Acoust., vol. 10, 1973Trou gnratrice

Onde rampanteOnde rflchie

AnnexesSoutenance de thse | Adrien FERRAND | 51Vitesse des ondes rampantesAnnexesVitesse de phase des ondes rampantes sur cylindre vide en milieu lastique (modle asymptotique ) :

Izbicki, J. L., Wave Motion., vol. 28, 1998, p. 227-239