Maud Piqueras¹, Christophe Rodiet¹, Jean-François Henry¹, Hervé Pron¹, Rodolphe Vaillon^2
⋆ : christophe.rodiet@univ-reims.fr
¹ ITheMM, EA 7548, Université de Reims Champagne-Ardenne, 51097 Reims, France
² IES, CNRS - UMR 5214, Université de Montpellier, 34095 Montpellier, France.
Mots clés : Caractérisation thermique, Méthode Flash, Contrôle Non Destructif (CND), Méthodes Inverses, Quadripoles thermiques, Diffusivité thermique, SVD, Méthode Spectrale, Résistances thermiques, Thermographie Infrarouge, Défauts internes
Résumé :

Le Contrôle Non Destructif (CND, consistant en la caractérisation thermique de matériaux et de défauts) fait face à de nombreuses difficultés dues à la grande quantité de données à traiter et au caractère mal posé du problème inverse, impliquant un mauvais conditionnement numérique (faibles sensibilités aux paramètres, nombres de paramètres, …), qui associé à des problèmes de faibles rapports signal sur bruit rend complexe le diagnostic (détection et caractérisation) quantitatif des défauts.

Ainsi, de nombreuses méthodes ont été développées en vue de réaliser et améliorer la détectivité et/ou la caractérisation thermique quantitative des défauts, dont les plus fréquentes sont la « Thermal Signal Reconstruction » (TSR), la « Pulsed Phase Transformation » (PPT), ou encore la « Principal Component Thermography » « PCT », appartenant aux trois grandes classes de méthodes que sont la thermographie pulsée, non pulsée, ou modulée.

Cependant, les performances de ces dernières sont souvent dépendantes du contexte expérimental (matériaux, type de défauts, profondeurs, …) dans lequel elles sont appliquées, rendant délicat d’en extirper une qui soit globalement plus performante que les autres.

Par ailleurs, la complexité et la durée de mise en œuvre sont également grandement variables d’une méthode à l’autre.

C’est donc dans ce contexte, qu’une méthode de CND quantitatif est proposée, dont les objectifs sont de permettre en une expérience de caractériser les propriétés thermiques des zones saines et des défauts, en étant à la fois rapide de mise en œuvre, précise et robuste.

Expérimentalement, la méthode est basée sur une excitation optique (pouvant être impulsionnelle ou non) et une mesure par thermographie infrarouge permettant une mesure simultanée de températures en face avant et arrière des échantillons.

Dans le cadre de ce papier, on se restreindra à une caractérisation thermique 1D des défauts (supposés être modélisables par des résistances thermiques) et des zones saines, en supposant que le problème est résolu en se plaçant au centre des défauts et des zones saines.

L’originalité du problème inverse proposé repose l’utilisation de la construction d’une fonctionnelle duale (des mesures de températures) basée sur l’usage de températures en face avant et/ou arrière dans les zones saines et/ou avec défauts.

Les performances statistiques de la méthode développée seront analysées sur des données bruitées et non bruitées à l’aide d’une méthode de Monte Carlo, et dont les résultats associés aux différentes configurations (avant et/ou arrière) offertes par la méthode seront comparées entre elles et par rapport à ceux obtenus par une méthode classique basée sur l’estimation des paramètres du défaut à partir de la courbe de contraste réalisée en face avant ou arrière.

doi : https://doi.org/10.25855/SFT2022-081

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