Transmission de faisceaux ultrasonores en incidence normale à travers un assemblage immergé - Application à l’évaluation non destructive de joints collés
Résumé
L’utilisation d’assemblages collés est aujourd’hui limitée par le manque de méthodes non destructives permettant de garantir leur qualité. La présence de défauts échogènes comme des décollements à l’interface substrat-colle peut être révélée par des méthodes d’imagerie ultrasonores classiques. Cependant, il est difficile de détecter une faiblesse d’adhésion ne donnant pas lieu à un fort contraste d’impédance acoustique alors que le contact est assuré. De récentes études ont néanmoins montré que ces faiblesses peuvent être évaluées par procédé ultrasonore [1]. La méthode est basée sur la mesure du coefficient de transmission des ultrasons sous différents angles d’incidence à travers l’assemblage immergé dans l’eau. Les modules viscoélastiques de l’adhésif ou les raideurs interfaciales peuvent être déduits via la résolution d’un problème inverse, dont la fonctionnelle est calculée sous l’hypothèse d’ondes planes. Afin de satisfaire cette hypothèse, il est nécessaire d’utiliser des transducteurs de grande dimension devant la longueur d’onde ce qui implique des surfaces auscultées de taille assez élevée. L’objectif de ce travail est d’étendre cette méthode à l’utilisation de petits transducteurs, ce qui présente un double intérêt : (1) suppression du balayage angulaire requis en onde plane pour accéder à l’information requise pour caractériser le matériau, (2) une évaluation locale du matériau. Un modèle prenant en compte les effets de diffraction liés à la dimension finie des transducteurs est utilisé. A certaines fréquences, le signal transmis à travers un matériau isotrope en incidence normale est sensible aux deux modules de viscoélasticité, permettant ainsi leur évaluation. La méthode est tout d’abord appliquée séparément à chaque matériau destiné à constituer les assemblages (aluminium et époxy), puis à des assemblages collés de type tricouche dont les propriétés adhésives ont été dégradées suite à des traitements de surface imparfaitement réalisés. [1] E. Syriabe, M. Rénier, A. Meziane, J. Galy, M. Castaings, Ultrasonic 79, p.34-51, 2017.