Diapositive 1

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MC42 Printemps 2007
Contrôles Ultrasonores

• Le son
• Echographie industrielle
• Micro-échographie
• Propriétés élastiques des matériaux
• Micro-interférométrie acoustique

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LE SON
Son onde vibratoire qui a besoin d'un milieu
matériel pour se propager.
On distingue trois catégories d'onde acoustique
Contrôle US 1 MHz
Amplitude (mV)
Caractéristiques principales des ondes acoustiques
Temps (ms, ?s ou ns)

Fréquence de londe en Hertz (Hz) 1/T ,avec T
en seconde)
Longueur donde (en m) ? Vitesse de londe /
fréquence
Période T
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LE SON
Oscillations pures
Système parfait, existence seulement en mode
entretenu
Oscillations amorties
I I0.exp(-?x)
Réalité des ondes utilisées en acoustique Principe
de train dondes
Train donde Salve Burst
Notion - dintensité dénergie - dabsorption
(?) de lénergie par le milieu - dépaisseur
traversée

• Quelques exemples, ? varie de
• 1dB/m pour l'eau,
• 5 à 200dB/m pour les métaux
• 500dB /m pour le plexiglas (à 2 MHz).

• Etalement du faisceau
• Dissipation thermique
• par frottement
• - Phénomène de diffusion

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LE SON
Les ondes ultrasonores, vibrations élastiques de
la matière, ont des propriétés liées aux
caractéristiques élastiques du support matériel.
Relations entre les propriétés élastiques des
matériaux et les propriétés des ondes acoustiques

Ainsi, dans les liquides ou les gaz, qui sont des
milieux n'offrant aucune résistance au
cisaillement, les ondes ultrasonores sont de type
longitudinales, les particules matérielles se
déplaçant, par rapport à leur position
d'équilibre, parallèlement à la direction de
propagation de l'onde, engendrant des fronts de
compression et de décompression , eux-mêmes
perpendiculaires à cette direction.
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LE SON
Les 3 types d'ondes principalement utilisés dans
le contrôle par ultrason les ondes
longitudinales ou de compression, les ondes
transversales ou de cisaillement, les ondes de
surface ou de Rayleigh,
Longitudinale
Type donde le plus utilisé, le plus facile à
générer Présence dans les solides, les liquides,
les gaz
Transversale
Type donde peu usité directement Présence
uniquement dans les solides
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LE SON
Surface
Rayleigh

Type donde peu usité Présence uniquement dans
les solides Phénomène de surface (disparition
sous ?) Si l'épaisseur du matériau est de
l'ordre de ?, des ondes de plaque dites de Lamb
apparaissent.
Lamb
Symétrique
Asymétrique
? longueur donde
Type donde très peu usité
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LE SON
Quel que soit le mode, londe sera caractérisée
par - une propagation de type linéaire
(toujours vrai quel que soit le mode) - une
vitesse (différente pour chaque mode !)
Vr lt Vt lt Vl
Vitesse des ondes de Rayleigh
Vitesse des ondes transversales
Vitesse des ondes longitudinales
lt
lt
Quel que soit le mode, la fréquence de londe est
dépendante - de la source émettrice uniquement
Quel que soit le mode , quel que soit le matériau
- latténuation est proportionnelle à la
fréquence au carré - plus la fréquence est
élevée, plus la résolution est grande -
nécessité de toujours trouver un compromis entre
résolution et amplitude du signal
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LE SON
Génération et détections des ondes ultrasonores
lélément piézo-électrique
Capteur transducteur
Principe effet piézo-électrique découvert en
1880 (production d'un potentiel électrique sous
l'effet d'une compression appliquée à une lame de
tourmaline taillée selon les axes
cristallographiques du monocristal). La
réciprocité du phénomène (production d'une
vibration mécanique à partir d'une impulsion de
tension électrique) fut mise en évidence à la
même époque ouvrant la voie à la réalisation d'un
transducteur ultrasonore
Matériau piézoélectrique titanate de baryum,
métaniobate de plomb, films polymère
(polyfluorure de vinylidène)
Taille spéciale du cristal ou épaisseur de film
f0 V / (2a) avec f0 fréquence fondamentale de
raisonnance, a épaisseur de la lame, V vitesse
du son dans le matériau
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LE SON
Les techniques acoustiques
Echographie
Détection de défauts Phénomène de réflexion et
transmission donde au passage dune interface
Recherche manuelle de défaut Ex pipeline, cordon
de soudure
Micro-échographie
Imagerie Scanning 3D de pièces Profilométrie
Interférométrie acoustique
Visualisation de surface, propriétés élastiques
Utilisation des propriétés des ondes de
surface, phénomène dinterférence
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LE SON
En échographie ou micro échographie, pour espérer
détecter un défaut, il faut prendre en compte
? son orientation elle détermine la direction
selon laquelle le faisceau émis est réfléchi. Un
défaut perpendiculaire au faisceau émis
interrompt plus largement celui-ci qu'un défaut
incliné ou parallèle au faisceau, ? sa grandeur
plus un défaut est important plus il
intercepte une grande section du faisceau émis
(réflexion partielle) et réfléchit l'énergie
jusqu'à interrompre la transmission (réflexion
quasi-totale), ? sa nature plus l'impédance
acoustique du défaut est différente de celle de
la pièce, plus la réflexion est importante et
plus la transmission est altérée.
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LE SON
Phénomène de réflexion et transmission en
incidence normale
Limportance de la réflexion est déterminée par
limpédance acoustique Z V x ? avec V
Vitesse de londe (km/s) et ? masse volumique en
kg/m3
L'impédance acoustique s'exprime en 106 Kg.m-2s-1
soit 1 Rayleigh .
Quelques exemples d'impédance pour des matériaux
courants
Matériau Zl (106 Kg/m2s) Zt (106 Kg/m2s)
Eau (298K) 1,49 -
Mercure (298K) 19,8 -
PMMA 3,16 1,3
Acier (1C) 46,6 25,3
Aluminium 17,0 8,4
Les différences dimpédance acoustique sont à
lorigine de la détection des défauts dans les
pièces industrielles.
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Phénomène de réflexion et transmission en
incidence normale
LE SON
Définition du coefficient de réflexion (il
s'exprime en général en pourcentage de l'onde
incidente)
Coef. de transmission
T 1-R
Onde en incidence normale
Réflexion dune partie de londe
Milieu 1
Milieu 2
Transmission dune partie de londe
Plus la différence dimpédance sera grande entre
les milieux 1 et 2 - plus lénergie réfléchie
sera grande - plus lamplitude des échos sera
grande - plus le défaut sera visible
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LE SON
Etalement du faisceau, zone de Fresnel,
atténuation
Zone de Fresnel
Zone de Fresnel, inexploitable
avec D le diamètre de la source
? ? 1,22 ? ? D
Etalement et divergence du faisceau Perte
progressive damplitude du signal
L'énergie dans l'axe décroît régulièrement à
cause de l'étalement du faisceau mais aussi à
cause de l'atténuation de l'onde par le
milieu. L'atténuation ultrasonore suit assez bien
la loi exponentielle de la forme I
I0.exp(-?x) Avec ? coefficient d'atténuation
et x l'épaisseur traversée.
A titre indicatif ? varie de 1dB/m pour l'eau
à 5 à 200 pour les métaux et 500 pour le
plexiglas (à 2 MHz).
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LE SON
Phénomène de réflexion et transmission en
incidence oblique
Tout comme la lumière
Les ondes ultra sonores diffractent également en
incidence oblique
Loi de Descartes (appliquée à lacoustique)
Milieu 1
Milieu 2
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LE SON

OT réfléchie
RT
OL incidente
IL
OL réfléchie
RL
RL IL
Milieu 1
Milieu 2
OT réfractée
rT
Disparition donde longitudinale réfractée
Il faut définir des inclinaisons du faisceau
incident qui permettent d'éliminer la majorité
des ondes réfractées au bénéfice d'une seule
les ondes transversales pour la recherche de
défauts.
Différents cas de figure
Attention pas donde transversale dans les
liquides, pas dUS dans lair (aux fréquences
utilisées en contrôle industriel)
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LE SON
Notion dangles critiques
Augmentation de langle dincidence


L
L
L
L
Liquide Solide
Liquide Solide
L
T
T
Disparition des OT Angle critique OT
Disparition des OL Angle critique OL
Descartes
Passage eau /acier
Ondes longitudinales (vitesse en m/s) Ondes transversales (vitesse en m/s) Angles critiques
Eau 1480 - 14,3 (OL)
Acier 5980 3220 27,4 (OT)
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Echographie industrielle
Définition des angles dattaque optimum
Cale en ½ lune
2 trajets donde Impossible de localiser le défaut
Onde de surface Imagerie surfacique
Un seul trajet donde Transmission maxi Angle
dattaque retenu
Définition de matériel ( sabot ) adapté pour
lanalyse dun type unique de matériau
Applications léchographie acoustique
(utilisation de capteur à contact)

• cordon de soudure (fêlure, soufflure, bulles )
• délamination
• contrôle darbre mécanique

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Echographie industrielle
Sabot classiques
Sabot conçu pour 1 type de matériau
Emetteur / récepteur OL
Onde à 45 dans le matériau

Circulation onde transversale
Sabots spécifiques
Adaptés aux configurations de la pièce

Mesure de temps de vol Recherche de pic à
loscilloscope
Attaque droite capteurs OL ou OT (Emetteur /
récepteur)
Mesure dépaisseur de tube, de plaque Recherche
de corrosion interne
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Echographie industrielle
Appareillage de contrôle portatif industriel

• Un générateur dimpulsion / oscilloscope
  (éventuellement sur batterie)
• Mesure directe de distance (après étalonnage)
• Un cordon blindé
• Un jeu de sondes (OL voire OT) plusieurs câles
  (angles dattaque ?)
• Fréquences des sondes entre 1 et 15 Mhz
• 2 liquides de couplage spécifiques (sonde /
  sabot, sabot / pièce)

Difficulté visualisation des défauts et
interprétation
Les défauts parallèles à la direction de londe
ne sont jamais détectés ? varier les angles
danalyse
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Echographie industrielle
Exemple cordon de soudure
Mouvement du capteur
Echo défaut visible
Soudure
La visualisation du défaut pics sur
loscilloscope
Echo défaut non visible
Difficultés dinterprétations
Pic marqué Le déplacement en X donne une idée de
la hauteur de la fissure Le déplacement latéral
donne une idée de la longueur de la
fissure Sensibilité angulaire très marquée
Pics très diffus ( forêt de pics) Faibles
amplitudes Forte sensibilité aux déplacements
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Echographie industrielle
Conclusions sur léchographie industrielle
Méthode simple et rapide Méthode peu
onéreuse Matériel portatif Utilisation
nécessitant de lexpérience - interprétation de
signaux à loscilloscope - mise en place dun
protocole de manipulation Nécessité impérative de
ne pas rater un défaut
2.25 Mhz Sabot (OL)
2.25 Mhz OT
2.25 Mhz OL
5 Mhz OL
Sabot pour acier OT à 45, 60, 70
Oscilloscope de terrain Lecture directe
distance après étalonnage
Réglage Amplitude
Réglage Base temps
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Micro-échographie
Image subsurfacique (scanning) Image 3D
Microéchographie acoustique
Moyens à mettre en œuvre

• - Sonde à immersion avec ligne à retard
• Fréquences de 10 à 100 Mhz
• Pièce immergée
• - Tables de déplacement X, Y, Z
• - Oscilloscope haute fréquence (gt150 Mhz)
• Générateur dimpulsions
• PC pour lacquisition et le pilotage

Scanning 2D ou 3D
Utilisation de sonde focalisée - ponctuel
(calotte sphérique) - linéique (calotte
cylindrique)
Recherche daxe dorthotropie (matériaux
composite à base de fibres)
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Micro-échographie
La micro-échographie est sensiblement plus
difficile à mettre en place - immersion
complète des pièces - coût des équipements
élevés
La sonde est différente des sondes contact
utilisées en échographie industrielle -
focalisation - fréquence élevée - ligne à
retard pour limmersion et la séparation entre
lémission et lécho de lentille
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Micro-échographie
Paramètres influant - liquide de couplage
(absence dUS dans lair au-delà de 1Mhz) -
fréquence de la sonde - autres courbure,
focalisation de la sonde, état de surface
Liquide de couplage
Les qualités essentielles d'un fluide de couplage
sont - une faible atténuation (sachant
qu'elle est proportionnelle à la fréquence du
signal au carré) - une impédance acoustique
compatible avec celle du matériau étudié - une
bonne compatibilité chimique (non corrosif, non
solvant, mouillabilité) - une température
constante - autres facteurs commodité
demploi, sécurité, prix
A température ambiante seules les métaux liquides
(type mercure avec pb de sécurité demploi )
sont plus performants que leau déminéralisée Les
meilleurs performances sont obtenues avec des
fluides cryogéniques (prix, emploi, sécurité ?)
Eau déminéralisée (eau bouillie, suffisant)
agents anti-oxydants
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Micro-échographie
Fréquence de la sonde compromis entre
atténuation du signal et résolution
Atténuation
Conversion de lénergie mécanique en
chaleur (frottement)
Résistance liée au déplacement des fronts donde
le long de laxe de propagation
Résistance liée au déplacement des fronts donde
perpendiculairement à laxe de propagation
Avec ? la pulsation de l'onde (2?f) c la
vitesse de propagation ? la masse volumique du
milieu ?p la viscosité massique du milieu ?s
la viscosité dynamique du milieu k le
coefficient de conductivité thermique du
milieu Cp la chaleur spécifique du milieu, à
pression constante ? le rapport des chaleurs
spécifiques à pression et volume constant
Atténuation croît avec le carré de la fréquence
du signal
En pratique
Dans la plupart des liquides, la perte due à
la variation de température est négligeable
devant les pertes par viscosité. De plus, d'après
Stockes, la viscosité longitudinale est
négligeable devant la viscosité transversale
(fluide incompressible)
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Micro-échographie
Résolution
Résolution longitudinale résolution dans
lépaisseur
Résolution transversale résolution
surfacique
Profondeur de champ
Critère de Rayleigh
Avec ?0 Longueur donde dans le liquide de
couplage ? Longueur donde dans le matériau
étudié ?0 ½ angle douverture de la lentille
Rappel ? Vitesse onde / fréquence onde
? Fréquence ? ? Résolution
Doù compromis concernant la fréquence à employer
? Fréquence ? ? Résolution ? Fréquence ? ?
Atténuation (amplitude des échos)
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Micro-échographie
Autres paramètres influant en microéchographie
Degré de focalisation
Plus la sonde est focalisée plus on privilégie la
concentration dénergie ponctuellement (meilleure
profondeur de champ au détriment de la résolution
transversale)
En défocalisant le faisceau de la surface, le
point focal se déplace sous la surface en se
rapprochant de celle-ci
Tm(F-Te)/(Vm-Ve)
Etat de surface
Plus la surface est homogène, plus la rugosité
est faible, meilleurs sont les phénomènes de
réflexion et de transmission (réduction de la
diffusion parasite)
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Micro-échographie
Distance focale
Tâche focale (volume affecté)
Le volume analysé est un cylindre dont le
diamètre et la hauteur sont estimés par
? ?F/d
avec ? longueur d'onde du signal dans le
liquide couplage, F distance focale de la sonde
d diamètre d'ouverture de la sonde.
l 4?(F/d)2
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Micro-échographie
Après la théorie vient la pratique. Là, il faut
composer avec le matériel - fréquence des
sondes ? - pas de déplacements pour limagerie
? - réglage de loscilloscope pour lacquisition
et le traitement de signal
Ligne à retard
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Micro-échographie
Tout commence par léchogramme le spectre
complet
Problème à loscilloscope seule une petite
partie du spectre est visible
Réglages possibles à loscilloscope -
Amplitude en mV - Base de temps (ms ou us) -
Déplacement de la zone dacquisition dans le temps
Le fait de déplacer en Z la sonde permet de voir
se déplacer les pics 2, 3 et suivants sil y en
a, donc de se repérer et didentifier les
différents échos (changement dimpédance)
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Micro-échographie
Exploitation de léchogramme
A
B
C
D
A aucun intérêt B profilométrie, image de
surface C visualisation de défauts sous la
surface (image 3D), mesure de vitesse D mesure
du coefficient datténuation
Avec e épaisseur
Les zones C et D sont les plus utilisées en
microéchographie
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Micro-échographie
Construction dune image de surface

• Recherche de lécho 2
• Balayage en X et Y pour régler lhorizontalité
  de la surface
• Recherche de la focale (écho 2 amplitude
  maximale)
• Définition de limage (nb points, espacement
  entre les points)
• Réglage de loscilloscope (écho 2 plein écran)

Amplitude (mV)
Surface échantillon
Fond échantillon
2ème écho de fond
Echo de lentille
Pulse
1
2
Temps (ms ou us)
t1
t2
t3
t4
Acquisition de lamplitude du signal à chaque
point de mesure Constitution dune matrice de
valeurs de tension Chaque Valeur traduit une
valeur de réflectivité correspondant au matériau
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Micro-échographie
Traitement et image
Tableau de mesures (amplitude écho en mv)
Recherche de mini et maxi - Valeur maxi
blanc - Valeur mini noir - Valeurs
intermédiaires calcul du gris (passage du
blanc au noir en 255 valeurs )
125 150
110
135
95 120
1 point de mesure 1 pixel




Images en niveaux de gris
Possibilité dimage en 16 millions de couleurs
- 3 paramètres de 0 à 255 rouge, vert,
bleu - création de palettes pour pondérer chacun
des paramètres avec la valeur de lamplitude
de lécho
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Micro-échographie
Construction dune image sous la surface
(interface)

• Recherche de lécho 2
• Balayage en X et Y pour régler lhorizontalité
  de la surface
• Recherche de la focale à linterface (écho 3
  amplitude maximale)
• Définition de limage (nb points, espacement
  entre les points)
• Réglage de loscilloscope (écho 3 plein écran)

Amplitude (mV)
Surface échantillon
Interface
Echo de fond
Echo de lentille
Pulse
1
2
3
Temps (ms ou us)
t1
t2
t3
t4
Sonde
Acquisition de lamplitude du signal à chaque
point de mesure Constitution dune matrice de
valeurs de tension, puis constitution de limage
Substrat
Dépôt
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Micro-échographie
Construction dune image profilométrique de la
surface

• Recherche de lécho 2
• Balayage en X et Y pour régler lhorizontalité
  de la surface
• Mesure de la vitesse de londe dans le liquide
  de couplage
• Recherche de la focale à la surface (écho 2
  amplitude maximale)
• Définition de limage (nb points, espacement
  entre les points)
• Réglage de loscilloscope (écho 1 et 2 plein
  écran)
• Mesure du temps entre les pics maxi des échos 1
  et 2

Profil de surface 3D
Acquisition du temps de vol à chaque point de
mesure Constitution dune matrice de valeurs de
temps, conversion en distance, puis constitution
de limage
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Micro-échographie
Construction dune image 3D dans la pièce
- Traitement en divisant lenregistrement en
tranche de temps (dons dépaisseur constante) -
Création dimage 2 D coupe de la pièce
(épaisseur paramétrable) - Animation des images
une à une séquençage, on traverse ainsi la
pièce visuellement
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Micro-échographie
Exemples détaillés
Profilométrie
Isolation écho de lentille / écho de
surface Calibration Vitesse onde dans liquide de
couplage Relevé de temps de vol Cartographie 3D
profil (résolution dépendant de la fréquence et
de létat de surface)
Profil scanné 2,5cm x 2,5cm, pas 250 microns
Etude dune matrice polymère fibrée (4000um x
4000um par pas de 40um)
Fibres 17um Sonde 25 Mhz
Fibres 5um Sonde 25 Mhz
Fibres 5um Sonde 50 Mhz
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Propriétés élastiques des matériaux
Relation entre les ondes ultrasonores et les
propriétés élastiques des milieux traversés
Son onde vibratoire qui a besoin d'un milieu
matériel pour se propager. Il sagit dun
mouvement élastique de la matière.
Les vitesses des ondes ultrasonores (type
longitudinale, transversale ou surfacique) sont
donc intimement liées aux propriétés élastiques
des milieux traversés
La théorie des milieux élastiques permet de
démontrer que les vitesses de propagation des
ondes ultrasonores longitudinales (Vl)
transversales (Vt) et de Rayleigh (Vr) sont liées
aux caractéristiques du matériau par les
relations suivantes
(en m/s)
Avec E module d'Young (Pa) ? masse
volumique (kg/m3) ? coefficient de poisson
39
Propriétés élastiques des matériaux
Dans un milieu considéré comme isotrope, on peut
déduire des vitesses les caractéristiques
mécaniques essentielles
Londe de surface (Rayleigh) résulte dun
combinaison de mouvement entre les ondes
longitudinale et transversale déphasée de ?/2. La
vitesse des ondes de Rayleigh peut être déduite
de la formulation complète suivante
? 6 solutions potentielles avec comme hypothèse
VR 0.9VT
Solution simplifié (formulation dite de Viktorov)

40
Propriétés élastiques des matériaux
Lutilisation de ces formules supposent un
matériau de nature homogène et isotrope (par
rapport à la longueur donde ).
La détermination des vitesses des ondes
longitudinale et transversale peut être obtenu à
partir de lutilisation de palpeur droit à
contact sur un échantillon parfaitement plan,
dépaisseur parfaitement connue.
Epaisseur Connue e
Mesure de VL et VT
Mesure de VR ?
Micro-interférométrie Acoustique
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Micro-interférométrie
Micro-interférométrie Acoustique
Linterféromètre acoustique est constitué de 4
parties distinctes la partie acoustique du
microscope (le transducteur) , la partie
électronique qui permet d'exciter le capteur
acoustique puis de séparer et détecter le signal
porteur d'informations liées aux propriétés
acoustiques des matériaux, la mécanique de
placement a pour objet de positionner le capteur
acoustique par rapport à l'échantillon
étudié, le traitement du signal numérique
constitue l'interface homme/machine, il permet
d'obtenir des images (cartographie) ou des
courbes des paramètres élastiques (vitesses,
module d'Young, coefficient d'absorption...).
Partie électronique
Tables de déplacement (résol. 0.1um)
Transducteur
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Micro-interférométrie
Lensemble des réglages (porte de mesure,
puissance du signal, planéité ..) est piloté par
un PC avec un soft adapté. Les réglages sont
encore beaucoup plus fins et demandent une
certaine pratique.
Principe de fonctionnement
Transducteur 600 Mhz
2 cm
Fréquence de quelques dizaines de Mhz à plusieurs
Ghz (matériau poreux).
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Micro-interférométrie
La signature acoustique V(z) (ou théorie du
contraste) permet l'analyse qualitative à
l'aide de l'imagerie acoustique. La réalisation
de cartographie en surface ou sous la surface (la
profondeur d'analyse est fonction de la nature de
la lentille utilisée) permet de visualiser des
défauts, des trous ou des porosités dans les
matériaux, ? Imagerie de surface (visualisation
de porosité, de variation de propriétés
élastiques, de présence de matériau amorphe )
Exemple Alliage cuivre / argent cristallisé
(1mm x 0,7 mm, pas 1um)
44
Micro-interférométrie
Image optique porosité de 2,52.
Image acoustique porosité de 2,63 .
l'analyse quantitative des propriétés des
matériaux (module d'Young, coefficient de
Poisson, module transversal de cisaillement)
Théorie du contraste ou V(z)
Principe interférence entre 2 chemins donde
principaux Le trajet direct (réflexion directe),
le trajet suivi par londe surface
Les ondes de surface se réemettent symétriquement
par rapport à laxe du transducteur
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Micro-interférométrie
Les ondes de surface sont générées avec une
incidence égale à l'angle critique qr spécifique
à chaque matériau
La forme en calotte sphérique permet également de
générer les ondes longitudinale et transversale à
la surface. Elles se réémettront à linterception
de défaut.
En faisant varier la défocalisation z dans le
matériau, le déphasage de l'onde directe et de
l'onde de surface va varier. Leur phase relative
fera alterner des signaux constructifs et
destructifs. Avec une période définie par
Amplitude
Représentation de la valeur crête du signal reçu
par le capteur en fonction de la défocalisation z

L'amortissement de la courbe est causé par
l'atténuation progressive en fonction de la
défocalisation.
Défocalisation (um)
46
Micro-interférométrie
Traitement du spectre précédent par FFT
Définition des 3 vitesses
En théorie
En pratique
Généralement la vitesse de Rayleigh arrive à être
clairement identifier Les autres
47
Micro-interférométrie
Exemple test sur aluminum (éprouvette de
traction)
Aluminium Eprouvettes r Eprouvettes t Global
Nombre d'essais 6 5 11
Vl moyen (m/s) 5751 5196 5499
Ecart type 14 33,2 291
Rapport 0,24 0,64 5,29
Vt moyen (m/s) 3096 3158 3124
Ecart type 6,9 21,7 35
Rapport 0,22 0,69 1,13
Vr moyen (m/s) 2848 2905 2874
Ecart type 6,6 20 32
Rapport 0,23 0,69 1,12
E moyen (GPa) 67,1 65,1 66,2
Ecart type 0,2 0,5 1
Rapport 0,35 0,74 1,7
Aluminium E moyen 70 GPa
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Vitesses et impédances acoustiques (valeurs moyennes et arrondies) Vitesses et impédances acoustiques (valeurs moyennes et arrondies) Vitesses et impédances acoustiques (valeurs moyennes et arrondies) Vitesses et impédances acoustiques (valeurs moyennes et arrondies) Vitesses et impédances acoustiques (valeurs moyennes et arrondies)
Matériau Masse volumique 103 kg/m3 Vitesse (OL) m/s Vitesse (OT) m/s Imp. Acoust. 106 kg.m-2.s-1
Aciers 7,8 5900 3250 46
Fonte 7,2 4600 2150 33
Aluminium 2,7 6300 3100 17
Cuivre 8,9 4700 2550 42
Laiton 8,5 4500 2100 38
Béton 2,5 4500 11
Araldite 1,2 2500 1050 3
Plexiglas 1,2 2700 1100 3,2
Verre 2,5 5650 3400 14
Huile 0,8 1500 1,2
Glycérine 1,3 1900 2,5
Eau 1 1480 1,5
Mercure 13,6 1450 20
Quartz 2,7 5750 15
Titanate de baryum 5,7 4400 35
Air 1,3.10-3 330 4.10-4
? Vitesses, matériaux usuels
49
CONCLUSION TECHNIQUES ULTRASONORES
Echographie industrielle
Contrôle manuelle Rapide peu onéreux Expériences
Totalement non destructif
Détection de défaut Soufflure,
délamination, Corrosion,
Industrie
Micro-échographie
Contrôle automatisé Contraignant (petites
pièces) Onéreux Choix des sondes et des plages
denregistement Destructif ou non
Imagerie Surface 3D, coupe Profilométrie
Contrôle qualité
Interférométrie
Imagerie surfacique haute définition Vitesse de
Rayleigh Cartographie de propriétés élastiques
Contrôle automatisé Très contraignant, très
onéreux Destructif Interprétation difficile
Laboratoire spécialisé