Simulation des phénomènes d’interaction entre ondes ultrasonores et microstructure métalliques pour l’imagerie et la caractérisation

L’interaction des ondes mécaniques ou électromagnétiques avec la matière dépend fortement de leur fréquence et de l’échelle de leurs longueurs d’onde au regard des propriétés du milieu considéré. Dans le cadre des applications d’imagerie ultrasonore qui nous importent, les échelles considérées pour les métaux sont généralement de l’ordre du millimètre (du dixième à plusieurs dizaines de millimètres).
Or, selon les procédés de fabrication utilisés, les milieux métalliques qui sont souvent anisotropes peuvent également présenter une microstructure dont les hétérogénéités ont parfois des dimensions caractéristiques du même ordre. Ainsi, les ondes ultrasonores se propageant à travers des métaux peuvent, dans certaines circonstances, être fortement affectées par les microstructures de ces derniers. Cela peut représenter une gêne pour certaines techniques ultrasonore (atténuation, bruit de structure) ou, au contraire, une opportunité pour estimer des propriétés locales du métal inspecté.

L’objectif général de la thèse proposée vise à approfondir la compréhension du lien entre microstructure et comportement des ondes ultrasonores pour de grandes classes de matériau d’intérêt (alliages de titane, soudure austénitiques, acier moulé, pièces issues de fabrication additive…). Les différents axes de travail de cette thèse s’articulent autour d’un chainage des outils de simulation développés au sein du LEM3 pour la génération de microstructure virtuelle avec ceux du CEA pour la simulation de la propagation d’ondes ultrasonores.

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