Tomographie passive par ondes élastiques guidées pour le Contrôle Santé des Structures - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Acoustique et Techniques : trimestriel d'information des professionnels de l'acoustique Year : 2020

Tomographie passive par ondes élastiques guidées pour le Contrôle Santé des Structures

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Abstract

Elastic guided elastic waves show great potential for Structural Health Monitoring (SHM) of thin structures (plate-like, pipes or tanks) thanks to their ability to propagate over long distances. This article presents the development of a new approach for SHM called elastic guided waves passive tomography. This technology is based on the combination of elastic guided waves tomography algorithms and cross-correlation of ambient noise technique. It provides high-resolution and reference-free thickness maps of an area surrounded by a distribution of sensors, without emitting waves, just by analyzing the elastic noise that naturally exists in the structure (due to vibrations, aerodynamic turbulences, etc.). This offers a low power and robust sensing unit for SHM systems. Passive tomography images produced by state of the art guided waves tomography algorithm using experimental signal produced by piezoelectric transducers are presented with application to corrosion detection on plates and pipes. Future development of this technique are based on the use of Fiber Bragg Gratings (FBG) sensors on optical fibers in order to operate in harsh environments (high or cryogenic temperatures, radiations) with minimal intrusiveness thanks to the high multiplexing capabilities of such sensors.
Les ondes élastiques guidées sont particulièrement adaptées pour les applications de contrôle santé de structures minces (type plaques, tubes ou cuves) grâce à leur capacité à se propager sur de longues distances. Cet article présente le développement d’une approche originale de contrôle santé des structures appelée tomographie passive par ondes élastiques guidées. Cette technologie est basée sur la combinaison d'algorithmes de tomographie par ondes élastiques guidées et de la technique de corrélation du champ élastique diffus. Elle permet d'obtenir des cartographies absolues et très précises de l'épaisseur d'une zone entourée par une distribution de capteurs, sans émettre d'ondes, simplement en analysant le bruit élastique qui existe naturellement dans la structure (dû aux vibrations, aux turbulences aérodynamiques, etc.). Nous présentons ici des images de tomographie passive sur plaque et tuyauterie par ondes guidées utilisant des signaux expérimentaux mesurés par des transducteurs piézoélectriques. Les développements futurs de cette technique sont basés sur l'utilisation de capteurs à réseaux de Bragg sur fibre optique (FBG) pour opérer dans des environnements difficiles (températures élevées ou cryogéniques, radiations) avec une intrusivité minimale grâce aux grandes capacités de multiplexage de ces capteurs.
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Dates and versions

cea-03250592 , version 1 (17-06-2021)

Identifiers

  • HAL Id : cea-03250592 , version 1

Cite

Bastien Chapuis, Tom Druet, Huu Tinh Hoang, Emmanuel Moulin. Tomographie passive par ondes élastiques guidées pour le Contrôle Santé des Structures. Acoustique et Techniques : trimestriel d'information des professionnels de l'acoustique, 2020, 93, pp.16-21. ⟨cea-03250592⟩
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