Inversion d’un profil de propriétés mécaniques non-linéaires par mixing d’ondes ultrasonores de surface

Mots-clés : Acoustique non-linéaire, Contrôle non-destructif, Gradients de propriétés, Onde de Rayleigh, Problèmes inverses

Caractériser un gradient de propriétés mécaniques en surface d’un matériau est une étape préliminaire à nombre d’applications en évaluation non destructive. Un tel gradient peut en effet renseigner sur la présence et la progression d’une dégradation, la qualité d’un traitement de surface, ou plus généralement sur un facteur conditionnant la durée de vie restante. Cette thèse se place plus particulièrement dans le contexte de la détection précoce de pathologies des premiers centimètres du béton ayant pour fonction de protéger de la corrosion les armatures d’acier : un exemple de pathologie importante actuellement mal détectée de manière non-destructive est la carbonatation.

Par rapport aux observables ultrasonores linéaires, l’acoustique non-linéaire offre en général une sensibilité accrue aux changements micro-structuraux et s’est montrée une alternative prometteuse. Notamment, des travaux récents ont mis en évidence que l’effet de mixing nonlinéaire générant une onde P à partir de deux ondes de surface a un potentiel intéressant pour s’appliquer à un matériau hétérogène et dissipatif comme le béton. Comme pour d’autres effets linéaires ou nonlinéaires, varier la fréquence des ondes primaires permet de sonder différentes profondeurs. A ce jour, une preuve de concept a été donnée de la détection d’un endommagement de surface, sans aller jusqu’à une véritable caractérisation d’un profil. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode de résolution du problème inverse basée sur cet effet de mixing, dans le but de quantifier une variation de propriétés nonlinéaires dans la profondeur du matériau.

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