Identification Des D Fauts Vus Lors D Un Contr Le Non Destructif Ultrasonore Par M Thode D Inversion Bas E Sur Des R Sultats De Mod Les Directs
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Identification des défauts vus lors d'un contrôle non destructif ultrasonore par méthode d'inversion basée sur des résultats de modèles directs
Ce travail porte sur l'amélioration des méthodes d'identification et de dimensionnement des défauts vus lors d'un contrôle non destructif par ultrasons. L'interaction du faisceau ultrasonore émis dans la structure comportant un défaut donne lieu à différents phénomènes physiques : réflexion spéculaire, diffraction, conversions de mode. De plus, si le défaut est situé à proximité du fond de la pièce, apparaissent des échos de coin dus à des réflexions successives sur le fond et le défaut et des échos de géométrie dus aux irrégularités de la géométrie du fond. L'image ultrasonore de type Bscan contenant la signature des défauts se caractérise alors par une multiplicité d'indications ultrasonores qui rend difficile l'interprétation des données. Une méthode d'inversion appelant un modèle mixte a été développée. Cette méthode est basée sur la combinaison d'un modèle d'initialisation des solutions et d'un critère de dissemblance avec des résultats simulés. L'approche proposée est appliquée sur des résultats de simulation et des mesures expérimentales afin d'évaluer ses performances.
CARACTERISATION DES DEFAUTS PAR UNE METHODE D'INVERSION LORS D'UN CONTROLE ULTRASONORE. APPLICATION AU CONTROLE DES DEFAUTS PROCHES DE LA PAROI EXTERNE
LE CONTROLE NON DESTRUCTIF PAR ULTRASONS DES CUVES DES REACTEURS A EAU SOUS PRESSION UTILISE PRINCIPALEMENT DES TRADUCTEURS FOCALISES, IMMERGES DANS L'EAU ET FONCTIONNANT EN EMISSION-RECEPTION. L'INTERACTION D'UN FAISCEAU ULTRASONORE AVEC UN DEFAUT PEUT DONNER LIEU A DIFFERENTS PHENOMENES PHYSIQUES : REFLEXION SPECULAIRE, DIFFRACTION, CHANGEMENT DE MODE D'ONDE, ETC. DE PLUS, SI LE DEFAUT EST SITUE A PROXIMITE DU FOND DE LA PIECE - CAS DES DEFAUTS EN PAROI EXTERNE (DPE) - DES REFLEXIONS MULTIPLES (BAPTISEES EFFETS DE COIN) VIENNENT S'AJOUTER AUX ECHOS PRECEDENTS ET L'IMAGE ULTRASONORE DE TYPE BSCAN CONTENANT LA SIGNATURE ULTRASONORE DU DEFAUT SE CARACTERISERA PAR UNE MULTITUDE D'INDICATIONS. LA DIVERSITE DES INFORMATIONS INDIRECTES CONCERNANT LE DEFAUT, REND DIFFICILE L'INTERPRETATION DES DONNEES. L'EXPERTISE DU CONTROLE ULTRASONORE D'UN DEFAUT EN PAROI EXTERNE PEUT ETRE ALORS ENVISAGEE COMME UNE PROCEDURE D'INVERSION. L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CE TRAVAIL DE THESE EST DE DEVELOPPER DE METHODES D'INVERSION POUR L'EXTRACTION, A PARTIR D'UNE IMAGE ULTRASONORE DE TYPE BSCAN, DE L'INFORMATION UTILE CONCERNANT LE DPE (TYPE ET CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES). NOUS PRESENTONS UNE PREMIERE METHODE POUR L'IDENTIFICATION, A PARTIR D'UNE IMAGE BSCAN SEGMENTEE, DES PARAMETRES D'UN DPE SUPPOSE PLAN. LA METHODE EST FONDEE SUR L'UTILISATION D'UN MODELE DIRECT SIMPLIFIE. LA SOLUTION RECHERCHEE EST DEFINIE COMME LA VALEUR MINIMISANTE D'UN CRITERE SPECIFIQUE, MESURE QUANTITATIVE DE LA DISSEMBLANCE ENTRE LES DONNEES OBSERVEES ET SYNTHETIQUES. LA METHODE D'IDENTIFICATION EXPLOITE UNIQUEMENT LES IMAGES BSCAN SEGMENTEES ET NECESSITE DE CONNAITRE LE TYPE DU DPE (PLAN OU VOLUMIQUE). POUR PALLIER A CET INCONVENIENT, NOUS PROPOSONS UNE METHODE D'ESTIMATION POUR L'EXTRACTION, A PARTIR DE SIGNAUX ASCAN PERTINENTS DE L'IMAGE BSCAN OBSERVEE, D'INFORMATION COMPLEMENTAIRE SUR LE DPE A CARACTERISER. NOUS MONTRONS QUE L'ON PEUT UTILISER LES RESULTATS DE CETTE DEUXIEME METHODE POUR CONFIRMER L'HYPOTHESE SUR LE TYPE DU DPE OU BIEN POUR DISCRIMINER ENTRE LES DEFAUTS PLANS (LES PLUS NOCIFS, CAR SUSCEPTIBLES DE S'ETENDRE PAR FISSURATION SOUS L'ACTION DE CONTRAINTES MECANIQUES) ET VOLUMIQUES.
Développement d'une méthode de reconstruction ultrasonore pour la localisation et la caractérisation de défauts
Les techniques de contrôle non-destructif s'appuyant sur des traducteurs ultrasons multi-éléments sont maintenant de plus en plus utilisées dans l'industrie. Ces traducteurs offrent en effet de nombreux avantages, en particulier une polyvalence d'utilisation et une adaptabilité à des configurations complexes. De plus des techniques d'acquisition avancées, telle que la Full Matrix Capture, permettent d'avoir accès à des données beaucoup plus riches et complètes que celles fournies par les techniques conventionnelles, offrant ainsi de nouvelles possibilités en terme de localisation et de caractérisation de défauts. Les travaux de cette thèse ont pour objectif de mettre en œuvre des méthodes d'imagerie et de reconstruction adaptées aux diverses acquisitions multi-éléments possibles. Pour cela, nous proposons différentes méthodes dérivées de l'approche dite de focalisation synthétique. Ces méthodes s'appuient sur des modèles directs développés au CEA LIST et implémentés dans la plateforme CIVA. Ces derniers peuvent, en outre, prendre en compte les configurations de contrôle complexes, notamment en ce qui concerne l'état de surface -irrégulier- des pièces inspectées. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la localisation de diffracteur quasi-ponctuel. Sous cette hypothèse, nous avons évalués les performances des méthodes proposées lorsqu'elles sont appliquées à différents types d'acquisitions. La suite des travaux s'est recentrée sur l'étude de la Full Matrix Capture couplée à l'algorithme dit de « Focalisation en Tous Points (FTP) », cette combinaison ayant montré de bonnes performances en terme de localisation. Dans un second temps, nous avons prolongé notre approche à la reconstruction de défauts étendus et à la prise en compte de trajets ultrasonores multiples. En particulier, nous avons appliqué la généralisation de l'algorithme FTP à la localisation et à la caractérisation d'entaille proche du fond de la pièce à l'aide d'échos de coin, échos dus à des réflexions successives de l'onde ultrasonore sur le fond et le défaut. Les différentes méthodes envisagées dans ces travaux ont été appliquées avec des données simulées ainsi qu'avec des mesures expérimentales.