Acoustique nonlinéaire : Application à la caractérisation ultrasonore de l\u27endommagement des matériaux hétérogènes et à la prédiction de la durée de vie

Dans ce travail, nous avons étudié les potentialités des méthodes d\u27évaluation non destructive (END) par ondes acoustiques non-linéaires en résonance pour la caractérisation et le suivi de l\u27endommagement des matériaux hétérogènes (bétons et composites base polymère). Pour cela, un dispositif expérimental permettant une réception avec et sans contact et pouvant sadapter à différentes géométries a été développé. Pour les deux matériaux, les variations de la fréquence de résonance observées en fonction du niveau d\u27excitation (dynamique rapide) sont directement corrélées aux niveaux d\u27endommagement. Après une forte excitation (conditionnement) des éprouvettes endommagées, un décalage vers les plus basses fréquences est observé pour les deux matériaux. Ce décalage ne disparaît pas immédiatement après larrêt de la forte excitation, mais se résorbe en fonction du logarithme du temps, fortement lié au degré d\u27endommagement. A travers ce phénomène appelé « dynamique lente » nous avons pu définir de nouveaux indicateurs dendommagement ayant une grande sensibilité aux premiers états de dégradation du matériau. Pour le béton, ces observations, traduisant le comportement hystérétique non-linéaire des matériaux endommagés, sont étayées qualitativement et quantitativement par un modèle unidirectionnel, basé sur l\u27approche d\u27interaction locale dans le cadre de la description phénoménologique de Preisach-Mayergoitz. Enfin, nous avons trouvé dintéressantes corrélations entre les indicateurs non-linéaires dendommagement (dynamiques rapide et lente) et lénergie élastique libérée sous forme démission acoustique par le matériau lors du processus dendommagement. Ce résultat liant pour la première fois le comportement acoustique hystérétique non-linéaire et lémission acoustique ouvre dintéressantes perspectives pour la caractérisation de létat de santé des matériaux hétérogènes et lévaluation de leur potentiel restant