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Communication dans un congrès

Etude d’un système de contrôle santé intégré dans un composite à fibres de carbone pour la détection de défauts

Résumé : Afin de vérifier leur intégrité, les aéronefs sont inspectés périodiquement à l’aide de méthodes de contrôle non-destructif. L’utilisation de systèmes de contrôle santé intégré (ou Structural Health Monitoring) composés d’un réseau de capteurs permet le suivi de l’état des structures en temps réel et donc d’optimiser les maintenances. Les matériaux composites sont très utilisés dans le milieu de l’aéronautique et donnent la possibilité d’intégrer un système SHM à cœur du matériau. Ceci présente plusieurs avantages pour l’instrumentation comme sa protection face à l’environnement, la résolution des difficultés engendrées par le collage de l’instrumentation, et une information à cœur pendant toute la durée de vie de la pièce. Cette thèse s’intéresse à l’évaluation de la capacité d’un transducteur à émettre et recevoir des ondes de Lamb lorsqu’il est inséré dans un composite (Carbone/Epoxy). Il s’agit donc d’optimiser l’élaboration de plaques intégrant un système SHM à cœur, d’en contrôler l’intégrité et d’étudier, expérimentalement et numériquement, la transduction ultrasonore du couple {transducteur/matériau}. La validation de l’étude consistera en la détection d’un défaut dans une plaque composite réalisée en autoclave et contenant un système SHM intégré. Les premiers travaux ont concerné l’optimisation de l’intégration d’un PZT (épaisseur de 0,2 mm et diamètre de 10 mm) dans le composite. La méthode de connexion des électrodes du PZT a été adaptée pour répartir les efforts appliqués sur le transducteur lors de l’élaboration. L’intégrité du transducteur intégré a été contrôlée par radiographie X et a permis de retenir une méthode de connexion (feuille aluminium et soudure à l’argent). La capacité du PZT intégré à émettre des ondes de Lamb est validée par les déplacements hors plan observables en vibrométrie laser. Des premiers calculs en éléments finis ont été réalisés dans le cas de l’émission d’ondes (50 kHz) par des PZT en surface ou intégrés dans un composite multi-plis. Les longueurs d’ondes du mode antisymétrique expérimentales et numériques sont bien cohérentes, et ce pour trois directions de propagation dans le matériau. Les résultats expérimentaux et numériques montrent que l’amplitude des ondes émises par le PZT intégré est inférieure à celle des ondes émises en surface. Cet écart semble néanmoins surestimé par les mesures en vibrométrie. La méthode d’intégration du PZT intégré fera donc l’objet d’une optimisation afin d’obtenir une meilleure génération d’ondes. Pour compléter la compréhension des résultats obtenus, diverses fréquences, géométries et profondeurs d’intégration seront testées par calculs en éléments finis.
Type de document :
Communication dans un congrès
Liste complète des métadonnées

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03745481
Contributeur : Laurine WIBAUX Connectez-vous pour contacter le contributeur
Soumis le : jeudi 4 août 2022 - 11:21:22
Dernière modification le : samedi 6 août 2022 - 03:26:37

Fichier

DMAS22061.1648574079.pdf
Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Identifiants

  • HAL Id : hal-03745481, version 1

Citation

Nina Kergosien, Ludovic Gavérina, Guillemette Ribay, Florence Saffar, Pierre Beauchêne, et al.. Etude d’un système de contrôle santé intégré dans un composite à fibres de carbone pour la détection de défauts. 5ème Edition des Doctoriales de la COFREND, May 2022, Paris, France. pp.19-20. ⟨hal-03745481⟩

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