Essais & Simulations n°133

dossier
seuil de détection des événements
acoustiques a été fixé à 35 dB afin de
filtrer les bruits environnants. Avec
deux capteurs seulement, la localisation
des évènements acoustiques
est nécessairement linéaire, et donc
biaisée, et ne correspond pas à la
réalité. Pour pallier cette restriction
et le manque d’imagerie de l’émission
acoustique, une localisation bidimensionnelle
originale a été développée
à l’aide d’un réseau de neurones.
Ce réseau a été entrainé grâce à des
sources d’émissions acoustiques artificielles
obtenues par cassés de mines,
Hsu-Nielsen, sur les nœuds d’un
quadrillage tracé sur la zone utile de
l’éprouvette (Fig. 3). Cette localisa-
tion bidimensionnelle permet d’obtenir
une image des évènements
acoustiques qu’on peut fusionner avec
les images des champs thermique et
de déformation à l’échelle du pixel
(1 mm², voir le schéma de fusion à la
Fig. 4). Le champ thermique dissipé
par l’échantillon sous chargement de
fatigue est mesuré par une caméra
infrarouge (320x240 pixels de sensibilité
10 mK) orientée perpendiculairement
à la surface de l’échantillon (Fig.
1). La CIN a été appliquée en mode
stéréoscopique à l’aide de deux caméras
CCD (2048x2048 pixels) placées
dans le même plan de part et d’autre
de la caméra thermique (Fig. 1). L’utilisation
des deux caméras en position
stéréoscopique, au lieu d’une seule
habituellement suffisante dans le cas
d’un échantillon plan sous un chargement
dans le même plan, a permis de
contourner la contrainte de perpendicularité
avec la surface de l’échantillon
nécessaire à la mesure par une
seule caméra.
Matériau d’étude
Le matériau étudié est un composite
aéronautique à fibres de carbone
et matrice époxy constitué d’un empilement
quasi-isotrope transverse
[-45/90/45/0]S de 8 plis unidirectionnels
pré-imprégnés moulé sous presse
pour atteindre un taux volumique de
fibres de 62%. Il présente une masse
volumique de 1,56 g/cm 3 , un module
d’Young de 50 GPa, une contrainte à
rupture σr de 565 MPa, une déformation
à rupture εr de 3,5%, et une limite
d’endurance en fatigue de 60%σr (déterminée
selon la norme ISO 13003 sur la
base d’une courbe de Wöhler expérimentale
jusqu’à 3.106 cycles).
Fusion de données CND
et pronostic de durée de vie
Figure 2 Enceinte d’isolation de la scène de mesure des perturbations
extérieures thermiques, acoustiques et lumineuses
Les figures 5 (a, b, c) illustrent,
respectivement, les résultats des trois
techniques EA, TIR, CIN pour un chargement
mécanique par paliers jusqu’à
un niveau de 60% σr, correspondant à
la limite d’endurance du matériau. Pour
chaque technique prise individuellement,
on constate une certaine homogénéité
du niveau d’endommagement
au sein de la zone d’intérêt (Fig.1).
Exception faite de la TIR qui quantifie
l’endommagement subi par le matériau
à un niveau situé entre 0,6 et 0,75
(0 correspondant à un matériau sain,
1 à la rupture ultime), l’EA et la CIN
évaluent l’endommagement à un niveau
de l’ordre de 0,6. Néanmoins, quelques
faibles hétérogénéités de l’endommagement
existent dans la zone d’intérêt vues
différemment par les trois techniques.
54I ESSAIS & SIMULATIONS • N°133 • mai-juin 2018