Mathieu Rossat - Recherche - Laboratoire de Caracterisation Non Destructive

Cette thèse s’inscrit dans la thématique du laboratoire d’étudier la propagation des ondes ultrasonores dans les milieux hétérogènes tel que le béton en vue d’apprécier la tenue mécanique des structures du génie civil par contrôles non destructifs. Notamment, l’évaluation de l’endommagement dans les structures en béton par ondes ultrasonores nécessite la maîtrise du problème direct en appliquant des modèles d’homogénéisation.

Les travaux antérieurs réalisés au sein du laboratoire sur la validation de la modélisation de la propagation des ondes longitudinales montraient les limites du modèle de Waterman et Truell. La forme sphérique de l’obstacle, choisie pour représenter les diffuseurs solides dans une matrice solide, ne permettait pas de prédire les évolutions de la vitesse et de l’atténuation en fonction de la fréquence
des ondes dans un béton.

Nous avons donc développé dans un premier temps, une approche théorique de la diffusion d’une onde sur un obstacle seul de type sphérique ou sphéroïdal par l’intermédiaire du formalisme de la Tmatrice. Nous avons mis en oeuvre et validé qualitativement la chaîne et le principe de mesure d’une onde incidente longitudinale diffusée en onde longitudinale.

Dans un deuxième temps, nous avons étudié la propagation des ondes longitudinales et transversales à l’échelle du matériau béton. La synthèse bibliographique des modèles d’homogénéisation a permis de mettre en avant le modèle de Waterman et Truell qui est bien adapté
au béton. Nous avons étudié celui ci en comparant nos calculs à nos résultats expérimentaux. Nous avons proposé des limites du domaine fréquentiel stochastique propice à la diffusion. Nous avons développé une stratégie de calcul dans le cas des ondes longitudinales pour les milieux à taux de diffuseurs supérieur à la limite usuelle de ce modèle. Le travail sur la base de compositions itératives du matériau a montré le potentiel de ce modèle d’homogénéisation dans la prédiction de la vitesse de phase et de l’atténuation.

Nos travaux se poursuivront sur l’amélioration de la modélisation de la propagation des ondes longitudinales et transversales afin de maîtriser la propagation des ondes de surfaces et rétrodiffusées qui sont exploitées dans le travail in situ de contrôle des structures du génie civil.

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