Soutenance de thèse de Seif Eddine HAMDI

Vendredi 12 octobre 2012 à 15h au LAUM (Le Mans).

Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DU MAINE
Spécialité : ACOUSTIQUE

Sujet
Contribution au traitement du signal pour le contrôle de santé in situ de structures composites : Application au suivi de température et à l’analyse des signaux d’émission acoustique.

devant le jury composé de :

O. Abraham Ingénieur de Recherche, IFSTTAR, Bouguenais, Examinatrice
M.H. Ben Ghozlen Professeur, Université de Sfax, Tunisie, Co-directeur de thèse
M. Deschamps Directeur de Recherche CNRS, U. de Bordeaux 1, Rapporteur
J.M. Girault Maître de Conférence, Université de Tours, Rapporteur
F. Luppé Professeur, Université du Havre , Examinatrice
A. Le Duff Enseignant-chercheur, ESEO, Angers, Co-directeur de thèse
P. Masson Professeur, Université de Sherbrooke, Canada, Invité
L. Simon Professeur, Université du Maine , Directeur de thèse

Résumé

Le contrôle de santé structural – ou Structural Health Monitoring (SHM) – des matériaux constitue une démarche fondamentale pour la maîtrise de la durabilité et de la fiabilité des structures en service. Au-delà des enjeux industriels et humains qui ne cessent de croître en termes de sécurité et de fiabilité, le contrôle de santé doit faire face à des exigences de plus en plus élaborées. Les nouvelles stratégies de contrôle de santé doivent ainsi non seulement détecter et identifier l’endommagement, mais aussi quantifier les différents phénomènes qui en sont responsables.

Pour atteindre de tels objectifs, il est nécessaire d’accéder à une meilleure connaissance des processus d’endommagement. Par ailleurs, ceux-ci surviennent fréquemment sous l’effet de sollicitations mécaniques et environnementales. Par conséquent, il est indispensable, d’une part, d’élaborer des méthodes de traitement des signaux permettant d’estimer les effets des conditions environnementales et opérationnelles, dans le contexte de l’analyse des évènements précurseurs des mécanismes d’endommagement, et, d’autre part, de définir les descripteurs d’endommagement les plus adaptés à cette analyse.

L’étude présente propose donc le développement de méthodes de traitement du signal permettant d’atteindre ces objectifs. Dans la première partie de ce travail, quatre méthodes de traitement du signal sont proposées et comparées. Celles-ci permettent de prendre en compte la variation des conditions environnementales dans la structure, (dans le cadre de cette thèse, la variation de la température). Quatre estimateurs de coefficients de dilatation sont alors étudiés : l’intercorrélation à fenêtre glissante, utilisée comme méthode de référence, la méthode du stretching, l’estimateur à variance minimale et la transformée exponentielle. La seconde partie de ce travail concerne la caractérisation in situ des mécanismes d’endommagement par émission acoustique dans des matériaux hétérogènes. Les sources d’émission acoustique génèrent des signaux non stationnaires. La transformée de Hilbert-Huang est ainsi proposée pour la discrimination des signaux typiques représentatifs de quatre sources d’émission acoustique dans les matériaux composites : fissuration de matrice, décohésion fibre/matrice, rupture de fibre et délaminage. Un nouveau descripteur temps-fréquence est alors défini à partir de la transformée de Hilbert-Huang et est introduit dans un algorithme de classification en ligne. Les résultats de la discrimination des sources d’émission acoustique permettent d’évaluer l’évolution des mécanismes d’endommagement les plus critiques jusqu’à la rupture.

Mots clés : Contrôle de santé structural, Intercorrélation à fenêtre glissante, stretching, maximum de vraisemblance, transformée exponentielle, transformée de Hilbert-Huang, fréquence instantanée, reconnaissance de formes, classification, endommagement, conditions environnementale et opérationnels, émission acoustique, ondes multidiffusées.