Évaluation acousto-ultrasonique de l'endommagement thermique dans un matériau composite carbone/époxyde

Les matériaux composites avancés à matrice polymérique lorsqu'utilisés dans des applications structurales aérospatiales sont souvent exposés à des températures très élevées durant de courtes périodes de temps. Ces expositions thermiques peuvent affecter de façon significative leurs propriétés mécaniques. Cette dégradation des propriétés suite à la surchauffe est un problème qui soulève de plus en plus d'inquiétude au sein de la communauté aérospatiale. On s'intéresse tout autant à la caractérisation de l'endommagement résultant de l'exposition thermique qu'à son évaluation non-destructive. Bien que la technique acousto-ultrasonique semble être une technique d'évaluation non-destructive toute indiquée pour la détection et la caractérisation de l'endommagement thermique dans les composites avancés, il semblerait qu'on ne l'ait pas encore exploitée en ce sens. Cette lacune combinée à l'engagement du Ministère canadien de la défense nationale à développer une technique d'évaluation non-destructive in-situ de l'endommagement thermique de structures composites dans certains avions de chasse de la flotte canadienne constituent la motivation majeure de ce projet de recherche. Cette étude évalue la capacité de la technique acousto-ultrasonique à détecter et quantifier l'endommagement subi par un matériau composite suite à une exposition thermique. Pour parvenir à cet objectif, l'approche de cette étude a été principalement de nature expérimentale. Dans ce contexte, une base importante de données acousto-ultrasoniques a été générée sur des matériaux composites vierges et conditionnés dans le but de corréler ces données à celles issues des essais mécaniques et des analyses micrographiques et fractographiques. L'évaluation acousto-ultrasonique de la dégradation thermique a été réalisée sur des échantillons de résine pure et de composite ayant été exposé à divers conditionnements. De plus, l'évolution de l'endommagement dans des composites vierges et dégradés thermiquement a été suivie en temps quasi-réel par la combinaison des méthodes acousto-ultrasonique et d'émission acoustique. Les résultats de cette étude montrent que l'acousto-ultrasonique combinée à une analyse avancée de traitement des signaux est une technique non-destructive fiable permettant d'évaluer l'état de dégradation d'un matériau composite suite à la surchauffe et/ou une sollicitation mécanique. La technique mérite d'être exploitée davantage afin d'étendre ses applications à d'autres matériaux et de la rendre plus efficace et attrayante dans divers milieux industriels