Doctoral thesis in Micro and Nanotechnologies, Université Polytechnique Hauts-de-France, Lebanese University, 26 February 2021
https://www.sudoc.fr/255504705
Summary:
Les réseaux de micro-transducteurs connaissent un fort développement afin de répondre aux exigences du contrôle santé intégré des structures. Ce dernier permet d’évaluer en tout moment l’état de santé de la structure tout en intégrant un système de contrôle non destructif à celle-ci. En effet, un réseau de micro-transducteurs permet d’acquérir plusieurs signaux en même temps sans effectuer un balayage spatial permettant de caractériser la structure. Parallèlement, l’utilisation des ondes guidées ultrasonores fournit un outil efficace pour la caractérisation de celle-ci. Cependant, elles présentent des caractéristiques complexes qui rend l’analyse de leurs interactions avec des défauts compliquée. Pour cela, il est souhaitable de favoriser la propagation d’un mode unique dans la structure. Dans ce contexte, le but de cette thèse est de présenter un modèle de matrice de micro-transducteurs pour la réception des ondes guidées dans une structure cylindrique, en particulier, le mode de flexion F(1,1). Dans un premier temps, la réalisation et la caractérisation des matrices de micro-transducteurs sont présentées. Les résultats ont montré la capacité de celles-ci à opérer dans la gamme fréquentielle (60 kHz – 70 kHz) malgré sa haute fréquence de résonance. Dans un deuxième temps, les mesures optiques et électriques effectuées sur la matrice ont validé l’utilisation de celle-ci pour des applications dans le CSI et le CND des structures cylindriques tout en favorisant la propagation du mode F(1,1).
Abstract:
Microtransducer arrays are undergoing a strong development in order to meet the requirements of integrated health control of structures. The latter allows to evaluate at any time the health of the structure while integrating a non-destructive testing system to it. Indeed, an array of micro-transducers allows the acquisition of several signals at the same time without performing a spatial scan to characterize the structure. At the same time, the use of guided ultrasonic waves provides an effective tool for its characterization. However, they present complex characteristics that make the analysis of their interactions with defects complicated. For this, it is desirable to favor the propagation of a single mode in the structure. In this context, the aim of this thesis is to present a model of micro-transducer matrix for the reception of guided waves in a cylindrical structure, in particular, the bending mode F(1,1). First, the realization and the characterization of the micro-transducer arrays are presented. The results showed the ability of these arrays to operate in the frequency range (60 kHz – 70 kHz) despite its high resonance frequency. In a second step, optical and electrical measurements performed on the array validated its use for applications in CSI and NDT of cylindrical structures while favoring the propagation of the F(1,1) mode.
