Vibrations et acoustique

GROUPE D'ACOUSTIQUE DE L'UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE (GAUS)

Surveillance embarquée de structures

La surveillance embarquée des structures, aussi appelée « Structural Health Monitoring », vise à permettre l’inspection d’une structure par l’utilisation de capteurs et d’actionneurs installés en permanence sur celle-ci. Cette approche est particulièrement attrayante en aéronautique afin de limiter le temps requis, et donc le coût, pour les inspections périodiques manuelles des structures des avions. Les approches développées exploitent la propagation d’ondes ultrasonores guidées et leur interaction avec d’éventuels défauts dans les structures. Les capteurs et actionneurs utilisés sont de type piézoélectrique et des algortihmes sont développés pour générer et traiter les signaux mesurés pour en extraire une information corrélée à la présence, la taille et la localisation des défauts.

Raison d'être

• Développer des stratégies de surveillance embarquée de structures aéronautiques pour remplacer les techniques actuelles qui requièrent un balayage manuel.

Objectifs

• Développer des capteurs/actionneurs appropriés pour la surveillance embarquée.
• Développer des outils de modélisation de la propagation des ondes ultrasonores.
• Développer des algorithmes de traitement de signal pour la détection de défauts structuraux.

Expertise

Conception de capteurs/actionneurs

• Antennes de capteurs piézocéramiques
• Micro-fabrication de capteurs et d’actionneurs

Outils de modélisation

• Modélisation par éléments finis (FEM)
• Modélisation de propagation ultrasonore par éléments spectraux (SEM)

Algorithmes

• Imagerie par techniques de phased-array
• Outils de traitement temps-fréquence (ondelettes, …)
• Outils haute-résolution (MUSIC, retournement temporel, …)

Ressources

• Micro-usinage laser pour la fabrication des capteurs
• Cartes d’acquisition haute vitesse
• Amplificateurs haute fréquence pour piézoélectriques

Projets en cours

• Analyse prédictive des signaux pour la détection de défauts dans les matériaux composites.
• Développement d’approches de caractérisation de la propagation vibratoire dans les matériaux composites.
• Développement d’outils de modélisation par éléments spectraux pour la propagation d’ondes ultrasonores guidées.
• Étude de la propagation des ondes ultrasonores dans les structures complexes (raidies, doublées, rivetées, collées, etc.).
• Étude de l’interaction des ondes ultrasonores guidées avec les défauts dans des structures métalliques et composites.
• Algorithmes d’imagerie pour le traitement d’antennes de capteurs ou d’actionneurs.