Modélisation bidimensionnelle de la propagation ultrasonore dans le contexte d'un contrôle non destructif ultrasonore sur tubes sans soudure (Document en Français)
Accéder au(x) document(s) : Droits d'auteur : Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.
Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Smime Fatima-Zahra
Date de soutenance : 16-11-2018
Directeur(s) de thèse : Deneuville François
- Duquennoy Marc
- Ouaftouh Mohammadi
Président du jury : Moysan Joseph
Membres du jury : Deneuville François
- Duquennoy Marc
- Ouaftouh Mohammadi
- Razan Florence Anne
- Lhémery Alain
- Bisiaux Bernard
Rapporteurs : Moysan Joseph
- Lhémery Alain
Laboratoire : Département Opto-Acousto-Electronique de l'IEMN - IEMN-DOAE
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Smime, Fatima-Zahra
Nom
Smime
Prénom
Fatima-Zahra
Nationalité
MA
Date de soutenance : 16-11-2018
Directeur(s) de thèse : Deneuville François
Deneuville, François
Nom
Deneuville
Prénom
François
Duquennoy, Marc
Nom
Duquennoy
Prénom
Marc
Ouaftouh, Mohammadi
Nom
Ouaftouh
Prénom
Mohammadi
Président du jury : Moysan Joseph
Moysan, Joseph
Nom
Moysan
Prénom
Joseph
Membres du jury : Deneuville François
Deneuville, François
Nom
Deneuville
Prénom
François
Duquennoy, Marc
Nom
Duquennoy
Prénom
Marc
Ouaftouh, Mohammadi
Nom
Ouaftouh
Prénom
Mohammadi
Razan, Florence Anne
Nom
Razan
Prénom
Florence Anne
Lhémery, Alain
Nom
Lhémery
Prénom
Alain
Bisiaux, Bernard
Nom
Bisiaux
Prénom
Bernard
Rapporteurs : Moysan Joseph
Moysan, Joseph
Nom
Moysan
Prénom
Joseph
Lhémery, Alain
Nom
Lhémery
Prénom
Alain
Laboratoire : Département Opto-Acousto-Electronique de l'IEMN - IEMN-DOAE
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Électronique. Acoustique et télécommunications
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Propagation ultrasonoreSimulateur bidimensionnel
Contrôle non destructif --Tubes en acier --Ultrasons -- Applications industrielles --Simulation par ordinateur --
Résumé : Une des méthodes de contrôle non destructif ultrasonore (UT) déployées sur les bancs de contrôle automatiques en milieu industriel consiste à comparer l’amplitude de l’indication ultrasonore en acquisition par rapport à un seuil défini à l’aide d’un défaut de référence. Ceci repose sur une approche simpliste selon laquelle l’amplitude serait proportionnelle à la profondeur des défauts. Or, cette hypothèse est rarement vérifiée comme l’ont démontré des travaux précédemment menés au VRCF (Vallourec Research Center France). Ces derniers ont abouti à des coefficients de corrélation entre 0.2 et 0.7. En effet, la corrélation entre les amplitudes d'écho et la profondeur réelle des défauts n'est pas toujours garantie, en particulier pour les défauts inclinés (désorientés). De nos jours, la simulation est un moyen efficace d’évaluer les paramètres d’influence afin d’améliorer la sélectivité de l’inspection ultrasonore ainsi que d’éviter les sur-sensibilités source de faux rebuts. À cet égard, un simulateur bidimensionnel basé sur la théorie des rayons et une modélisation géométrique simple a été développé dans le cadre de ces travaux pour décrire les phénomènes de propagation ultrasonore dans le contexte d’un contrôle UT sur tube sans soudure en présence de défauts débouchants sur la surface interne suivant la configuration du contrôle des défauts dans le sens transversal du tube ( défauts circonférentiels où la géométrie du tube peut ; en première approximation; être réduite à une plaque). Les défauts peuvent être droits ou inclinés et à différentes profondeurs proches de la longueur d'onde de l’inspection UT (k*a ∈ [2,5], où k : le nombre d’onde de l’onde transversale et a : la dimension caractéristique du défaut étudié). Le simulateur fournit des images UT comparables à celles obtenues au moyen d'essais et comprend plusieurs approches pour décrire la diffraction sur la base d'approximations Hautes Fréquences (HF) et de considérations intégrales basées sur la Théorie Physique de la Diffraction (PTD). Les comparaisons entre les résultats simulés et expérimentaux montrent que les approximations HF présentent ; comme attendu; l’avantage de la rapidité des calculs, ce qui est très utile pour l’étude du problème inverse. Cependant, elles délivrent des prédictions moins fiables dues à leurs singularités ainsi qu’à leur domaine de validité (fréquence d’inspection et caractéristique dimensionnelle du défaut étudié). Les performances des prédictions HF s’améliorent à partir de k*a>>15. Les approches basées sur des considérations intégrales délivrent de meilleures prédictions au vue des faibles grandeurs k*a étudiées et permettent de palier les singularités des approches HF mais elles sont plus coûteuses en temps de calcul. Les développements réalisés pour le contrôle ultrasonore des défauts dans le sens transversal du tube ont été prolongés à la configuration dans le sens circonférentiel du tube plus complexe (contrôle des défauts à orientation longitudinale) afin de permettre une modélisation d’une inspection ultrasonore complète sur tube sans soudure. Enfin, une méthode d’estimation du tilt ainsi que de la profondeur des défauts détectés à l’aide des trajets ultrasonores a été développée.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Propagation ultrasonoreSimulateur bidimensionnel
Contrôle non destructif --Tubes en acier --Ultrasons -- Applications industrielles --Simulation par ordinateur --
Résumé : Une des méthodes de contrôle non destructif ultrasonore (UT) déployées sur les bancs de contrôle automatiques en milieu industriel consiste à comparer l’amplitude de l’indication ultrasonore en acquisition par rapport à un seuil défini à l’aide d’un défaut de référence. Ceci repose sur une approche simpliste selon laquelle l’amplitude serait proportionnelle à la profondeur des défauts. Or, cette hypothèse est rarement vérifiée comme l’ont démontré des travaux précédemment menés au VRCF (Vallourec Research Center France). Ces derniers ont abouti à des coefficients de corrélation entre 0.2 et 0.7. En effet, la corrélation entre les amplitudes d'écho et la profondeur réelle des défauts n'est pas toujours garantie, en particulier pour les défauts inclinés (désorientés). De nos jours, la simulation est un moyen efficace d’évaluer les paramètres d’influence afin d’améliorer la sélectivité de l’inspection ultrasonore ainsi que d’éviter les sur-sensibilités source de faux rebuts. À cet égard, un simulateur bidimensionnel basé sur la théorie des rayons et une modélisation géométrique simple a été développé dans le cadre de ces travaux pour décrire les phénomènes de propagation ultrasonore dans le contexte d’un contrôle UT sur tube sans soudure en présence de défauts débouchants sur la surface interne suivant la configuration du contrôle des défauts dans le sens transversal du tube ( défauts circonférentiels où la géométrie du tube peut ; en première approximation; être réduite à une plaque). Les défauts peuvent être droits ou inclinés et à différentes profondeurs proches de la longueur d'onde de l’inspection UT (k*a ∈ [2,5], où k : le nombre d’onde de l’onde transversale et a : la dimension caractéristique du défaut étudié). Le simulateur fournit des images UT comparables à celles obtenues au moyen d'essais et comprend plusieurs approches pour décrire la diffraction sur la base d'approximations Hautes Fréquences (HF) et de considérations intégrales basées sur la Théorie Physique de la Diffraction (PTD). Les comparaisons entre les résultats simulés et expérimentaux montrent que les approximations HF présentent ; comme attendu; l’avantage de la rapidité des calculs, ce qui est très utile pour l’étude du problème inverse. Cependant, elles délivrent des prédictions moins fiables dues à leurs singularités ainsi qu’à leur domaine de validité (fréquence d’inspection et caractéristique dimensionnelle du défaut étudié). Les performances des prédictions HF s’améliorent à partir de k*a>>15. Les approches basées sur des considérations intégrales délivrent de meilleures prédictions au vue des faibles grandeurs k*a étudiées et permettent de palier les singularités des approches HF mais elles sont plus coûteuses en temps de calcul. Les développements réalisés pour le contrôle ultrasonore des défauts dans le sens transversal du tube ont été prolongés à la configuration dans le sens circonférentiel du tube plus complexe (contrôle des défauts à orientation longitudinale) afin de permettre une modélisation d’une inspection ultrasonore complète sur tube sans soudure. Enfin, une méthode d’estimation du tilt ainsi que de la profondeur des défauts détectés à l’aide des trajets ultrasonores a été développée.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
Format : PDF
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-2737
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse