Réponse non linéaire de la résonance locale d’un défaut excité par onde de Lamb comme méthode d’évaluation du délaminage dans les composites 

Description :
Doctorant : Biaou Jean-Baptiste Kouchoro
Directeur de recherche : Philippe Micheau
Directrice de recherche (France) : Anissa Meziane

Résumé : 

La surveillance de l’intégrité des structures composites, et en particulier la détection de défauts internes tels que les délaminages, constitue un enjeu majeur pour de nombreux secteurs industriels. Malgré les avancées existantes, plusieurs verrous subsistent : la difficulté à caractériser des défauts peu accessibles, la faible sensibilité des approches linéaires face à de petites zones endommagées, et le besoin de renforcer les méthodologies permettant d’exploiter la réponse non linéaire. Dans ce contexte, cette thèse propose de développer des méthodes de diagnostic vibratoire non linéaire fondées sur la mise en évidence de résonances locales.

Un premier axe a étudié des défauts modèles de type trou à fond plat, par simulations numériques, afin d’analyser l’influence de paramètres tels que la taille et la position du défaut dans l’épaisseur de la plaque sur les fréquences de résonance. Un protocole par vibrométrie a été mis en place, les champs mesurés ont été réduits par décomposition orthogonale propre, puis le comportement dynamique a été identifié à l’aide d’un modèle de type Lur’e, intégrant une non-linéarité cubique (type Duffing) pour représenter le comportement à partir d’une valeur singulière dominante. Une configuration de trou à fond plat altéré par fatigue a montré la nécessité de prendre en compte des couplages modaux plus complexes.

Enfin, la méthodologie a été appliquée à une plaque composite contenant un délaminage, afin d’évaluer sa robustesse sur des configurations proches des conditions réelles. Le rôle critique de la géométrie et de la localisation du défaut, ainsi qu’un effet seuil, pouvant être associé à l’activation de non-linéarités de contact a été mis en évidence. 

Les contributions de ce travail concernent la compréhension, en régime linéaire, du phénomène de résonance locale et de ses paramètres influents, le développement d’une méthodologie d’identification du comportement non linéaire à partir d'une valeur singulière dominante, et l’extension de cette approche à des défauts plus complexes, révélant des régimes non linéaires plus riches et ouvrant des perspectives pour la détection basée sur l’analyse dynamique linéaire et non linéaire.