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Habilitation à diriger des recherches

Ultrasons et milieux complexes - Matériaux viscoélastiques multicouches et interactions piézoélectriques

Résumé : La synthèse des activités de recherche présentée porte sur l'acoustique ultrasonore. Ces recherches, développés à travers deux axes de recherche que sont l'évaluation et le contrôle non-destructifs (ECND) et les structures phononiques (SP), portent sur les assemblages multicouches de matériaux viscoélastiques et/ou piézoélectriques et les propriétés qui en découlent. Plus précisément, cette Habilitation à Diriger les Recherche comporte trois chapitres. Le premier chapitre porte sur l'étude des structures multicouches périodiques, dites structures phononiques. L'étude théorique, basée sur des formulations matricielles inconditionnellement stables numériquement, porte sur les propriétés spectrales de réflexion, transmission et atténuation résultantes d'une combinaison périodique de couches viscoélastiques. La non-réciprocité de la réflexion sur de telles structures périodiques viscoélastiques est démontrée théoriquement et expérimentalement. Le contrôle actif de telles structures a été exploré avec l'intégration de couches piézoélectriques. Le formalisme développé sur la base d'une modélisation matricielle des propriétés électromécaniques des matériaux piézoélectriques est validé expérimentalement et permet d'envisager des propriétés effectives modulables selon les conditions électriques imposées périodiquement sur les couches piézoélectriques. Le deuxième chapitre comporte trois parties, la première liant la dispersion et la dissipation des propriétés ultrasonores aux propriétés de fluides viscoélastiques. L'approche expérimentale développée permet d'établir le lien avec la viscosité d'une famille de fluides visqueux non-newtoniens. Enfin, cette approche est appliquée au suivi ultrasonore de polymérisation, permettant d'en identifier la cinétique via une distribution de Weibull, en conformité avec le modèle autocatalytique de Kamal et Sourour. Le troisième chapitre concerne les développements liés aux transducteurs multiéléments. La modélisation de faisceau ultrasonore est effectuée par une décomposition en sources élémentaires (DSE) ou par décomposition en ondes planes (DOP) dont la convergence numérique est ici démontrée et discutée. L'application de cet outil à la détection de bulles en milieu visqueux et fibreux est mise en oeuvre et en démontre la faisabilité en temps-réel. Enfin, la cartographie viscoélastique de matériaux composites multicouches par transducteurs multiéléments est développée, permettant la caractérisation locale d'un matériau composite à nid d'abeille et d'en détecter d'éventuels défauts, dont ceux de collage.
Document type :
Habilitation à diriger des recherches
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02483513
Contributor : Pierre Maréchal <>
Submitted on : Tuesday, February 18, 2020 - 5:08:59 PM
Last modification on : Tuesday, October 20, 2020 - 11:04:15 AM

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2019-12-14 - HDR - Pierre Mar...
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  • HAL Id : tel-02483513, version 1

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Pierre Maréchal. Ultrasons et milieux complexes - Matériaux viscoélastiques multicouches et interactions piézoélectriques. Acoustique [physics.class-ph]. Université Le Havre Normandie, 2019. ⟨tel-02483513⟩

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