Contrôle non destructif et sans contact des matériaux
Utiliser le bon matériau au bon endroit est déterminant pour la qualité, la durabilité et le poids d’un produit fini, et donc, en définitive, pour son succès. Partout dans le monde, les vibromètres laser Doppler d’Optomet contribuent de manière significative à la recherche systématique de nouvelles connaissances dans le domaine des matériaux. Qu’il s’agisse de déterminer des paramètres matériaux ou de réaliser des contrôles non destructifs/Non-Destructive Inspection (NDT ou NDI), les méthodes de mesure sans contact revêtent ici une importance particulière : elles n’influencent pas les propriétés des matériaux et permettent, contrairement aux méthodes de mesure avec contact telles que l’utilisation d’un accéléromètre, de les caractériser sans altération.
Contrôle non destructif des matériaux (NDT)
Les matériaux composites renforcés de fibres occupent une place croissante dans la fabrication de composants, car ils permettent de réduire le poids tout en obtenant une rigidité spécifique élevée. Ils sont notamment utilisés pour fabriquer des ailes d’avion dans l’aéronautique ou des éléments de carrosserie dans l’industrie automobile. Les délaminages ou fissures doivent être localisés suffisamment tôt, pendant la production ou lors des contrôles de maintenance, afin d’éviter une fatigue prématurée du matériau. Lorsque des plaques composites minces renforcées de fibres sont excitées à haute fréquence, par exemple au moyen d’éléments piézoélectriques, des ondes de Lamb (ondes de surface à courte longueur d’onde) sont notamment générées. Celles-ci interagissent avec les imperfections du matériau et provoquent des inhomogénéités dans la propagation des ondes ou des résonances locales (Local Defect Resonance - LDR).
Les vibromètres laser Doppler de la série SMART peuvent détecter la propagation cohérente en phase des ondes en chaque point de mesure à la surface du matériau et ainsi révéler des défauts invisibles à l’œil nu. Le générateur de signaux interne peut produire des formes d’onde arbitraires, telles que des impulsions ou des balayages en fréquence, afin d’exciter les composants. Le logiciel OptoSCAN prend en charge l’ensemble du processus de mesure, de la configuration des canaux et de la définition des points de mesure jusqu’à la visualisation et à l’analyse des données dans les domaines fréquentiel et temporel. La fonction d’exportation permet d’exporter les données dans des formats standard tels que UFF, HDF5 et mat-files (MATLAB), afin de poursuivre leur traitement.
Exemple pratique
L’Optomet Scanning Vibrometer permet de détecter des défauts situés au dos d’une plaque en PRFC. Le générateur de signaux interne produit une impulsion rectangulaire qui excite un actionneur piézoélectrique fixé à la plaque en PRFC. Les ondes se propageant depuis l’élément piézoélectrique (en bas au centre) interagissent avec les deux défauts et les rendent visibles dans les domaines temporel et fréquentiel grâce à des amplitudes localement plus élevées (résonances locales de défauts).
Barres de Hopkinson (SHPB)
L’essai aux barres de Hopkinson est une méthode de caractérisation des matériaux utilisée pour déterminer leurs propriétés dans des conditions dynamiques. L’éprouvette (par exemple, un cylindre en béton ou un matériau composite) est placée entre deux barres : la barre incidente et la barre de transmission. Un projectile accéléré percute la barre incidente et génère une impulsion de choc. L’onde ainsi produite parcourt la première barre, puis atteint l’échantillon de matériau qu’elle traverse à son tour, avant d’être transmise à la deuxième barre (barre de transmission).
Grâce à leur fréquence d’échantillonnage élevée de 160 MSamples/s et à leur plage dynamique supérieure à 220 dB, les vibromètres laser Doppler (LDV) d’Optomet sont les instruments parfaits pour mesurer l’évolution temporelle de ces impulsions de choc hautement dynamiques.
Barres de Hopkinson (SHPB)
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