Identification Des Defauts Vus Lors D Un Controle Non Destructif Ultrasonore Par Methode D Inversion Basee Sur Des Resultats De Modeles 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.
Déconvolution adaptative pour le contrôle non destructif par ultrasons
Nous nous intéressons au contrôle non destructif par ultrasons des matériaux industriels. En pratique, les signaux réceptionnés par le transducteur ultrasonore sont analysés pour détecter les discontinuités de la pièce inspectée. L'analyse est néanmoins rendue difficile par l'acquisition numérique, les effets de la propagation ultrasonore et la superposition des échos lorsque les discontinuités sont proches. La déconvolution parcimonieuse est une méthode inverse qui permet d'aborder ce problème afin de localiser précisément les discontinuités. Ce procédé favorise les signaux parcimonieux, c'est à dire ne contenant qu'un faible nombre de discontinuités. Dans la littérature, la déconvolution est généralement abordée sous l'hypothèse d'un modèle invariant en fonction de la distance de propagation, modalité qui n'est pas appropriée ici car l'onde se déforme au cours de son parcours et en fonction des discontinuités rencontrées. Cette thèse développe un modèle et des méthodes associées qui visent à annuler les dégradations dues à l'instrumentation et à la propagation ultrasonore, tout en résolvant des problèmes de superposition d'échos. Le premier axe consiste à modéliser la formation du signal ultrasonore en y intégrant les phénomènes propres aux ultrasons. Cette partie permet de construire un modèle linéaire mais non invariant, prenant en compte l'atténuation et la dispersion. L'étape de modélisation est validée par des acquisitions avec des matériaux atténuants. La deuxième partie de cette thèse concerne le développement de méthodes de déconvolution efficaces pour ce problème, reposant sur la minimisation d'un critère des moindres carrés pénalisé par la pseudo-norme L0. Nous avons développé des algorithmes d'optimisation spécifiques, prenant en compte, d'une part, un modèle de trains d'impulsions sur-échantillonné par rapport aux données, et d'autre part le caractère oscillant des formes d'onde ultrasonores. En utilisant des données synthétiques et expérimentales, ces algorithmes associés à un modèle direct adapté aboutissent à de meilleurs résultats comparés aux approches classiques pour un coût de calcul maîtrisé. Ces algorithmes sont finalement appliqués à des cas concrets de contrôle non destructif où ils démontrent leur efficacité.