CNRS - INSTITUT LANGEVIN

PANSCAN

Contrôle-santé passif de structures basé sur l'interaction des non-linéarités acoustiques de contact avec le bruit vibratoire ambiant
Tags: 
VIBRATION-INDUITES-PAR FROTTEMENT
DETECTION DE DEFAUT
Coordinateur: 
UNIV VALENCIENNES - IEMN
Responsable INSA: 
Eric CHATELET

Ce projet porte sur l'étude fondamentale d'une méthode innovante de détection et d'imagerie des dommages pour la surveillance structurelle. Le principe est basé sur l'utilisation du bruit acoustique et vibratoire ambiant comme substitut aux ondes ultrasonores incidentes générées par les méthodes d'essai non destructives conventionnelles. L'applicabilité du bruit incontrôlé pour la détection des défauts dans les structures de type plaque a été validée dans des travaux récents. Bien que des résultats académiques très encourageants aient été obtenus en termes de détection de défauts et localisation, l'utilisation de réponses de défauts linéaires rend hasardeuse une application dans des conditions réelles, où les changements liés à l'environnement dans les signaux enregistrés constitueraient un problème majeur. Par conséquent, nous proposons dans ce projet de profiter des phénomènes de non-linéarité acoustique de contact (CAN) liés aux endommagements, afin de développer des techniques de surveillance passive plus robustes. En effet, une zone endommagée sujette à les charges mécaniques statiques ou de basse fréquence (LF) présentent souvent un comportement non linéaire qui peut induire deux types des signatures caractéristiques dans les signaux ultrasonores haute fréquence (HF): (1) émission acoustique et génération d’harmoniques par des phénomènes de contact solide-solide; (2) effets pompe-sonde entraînant des modulations des ondes HF incidentes sur les dommages. L’exploitation de ces effets en utilisant les vibrations LF ambiantes telles que générées en service sera l’aspect clé de ce projet. Grâce au traitement original des ondes HF produites ou modulées naturellement par le CAN sous charge LF, nous nous attendons à une détection robuste et, éventuellement, à la localisation et à la caractérisation des dommages structuraux critiques. En effet, puisqu'ils s'appuieront sur un sondage répétitif des mêmes dommages dans différents états de chargement basse fréquence, plutôt que sur une base hypothétique « sans dommage », ces techniques devraient être beaucoup plus insensibles aux conditions environnementales que les techniques linéaires. De plus, les techniques envisagées ne dépendent pas de sources acoustiques produites artificiellement. Par conséquent, elles devraient être applicables avec des ressources plus faibles (consommation d'énergie, matériel réduit) que les systèmes classiques des techniques d'émission-réception. L'une des principales applications envisagées est la surveillance de la santé structurelle (SHM) des structures dont les conditions d'utilisation les soumettent aux ondes ambiantes acoustiques et vibratoires. Les structures aéronautiques en sont évidemment un exemple notoire. Dans ce contexte, les principes développés sont considérés comme une solution prometteuse pour déployer des systèmes de surveillance structurelle à bord et en service qui n'auraient pratiquement pas d'incidence sur la consommation de puissance de l'avion. Ce serait un gain significatif par rapport à la surveillance active classique, plus consommatrice d'énergie.

Enjeu: 
Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités
Partenaires: 
INSA LYON - LAMCOS
CNRS - INSTITUT LANGEVIN
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2018-03-01 00:00:00 - 2021-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
393996
Contact: 
eric.chatelet@insa-lyon.fr