Mise en oeuvre de techniques laser interférométriques en vue de l'analyse expérimentale des matériaux et des structures : application aux composites
Institution:
Saint-Etienne, EMSEDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is aimed at reporting about a useful comparison result related to the practical applications of the laser interferometry techniques in the field of solid mechanics. Part I gegin with the development of speckle shearography and moiré interferometry and the review of grating shearography. For each technique, performances such as signal-to-noise ratio, sensitivity, spatial resolution and resolution are defined and evaluated with the actual experimental image data. We also study how the optical or numerical differentiation increment and the low-pass filtering affect each performance. In part II, the three laser interferometric techniques are theoretically compared. Finally, the two applications are discussed in part III. In the first application, grating shearography is selected for investigating the basic behaviour of carbon/epoxy plain-weave fabric composite with large unit cell under tensile loading. In the second application, moiré interferometry is applied to identify the elastic properties of an anisotropic composite laminate NC2. During the identification procedure, this moiré interferometry-based experimental result shows excellent stability to the spatial filtering, which assures compatibility for the determination of the mechanical parameters in practice.
Abstract FR:
Ce travail a pour but de présenter les résultats de comparaison de la famille d'interférométrie de laser pour des applications pratiques dans le domaine de la mécanique des solides. La partie I concerne le développement de l'interférométrie différentielle de speckle et de l'interférométrie moiré et une présentation de l'interférométrie différentielle sur réseau. Pour chaque technique, les performances telles que le rapport signal sur bruit, la sensibilité, la résolution spatiale et la résolution sont définies et évaluées à partir des données expérimentales réelles. Nous étudions également comment l'incrément optique ou numérique de différentiation et le filtrage passe-bas affectent chaque performance. Dans la partie II, les trois techniques interférométriques de laser sont théoriquement comparées. Deux applications pratiques sont discutées dans la partie III. Dans la première application, l'interférométrie différentielle sur réseau est sélectionné pour analyser les champs de déformation hétérogènes dans un tissu sous traction uniaxiale. Une plaque composite constituée d'un seul pli est étudiée comme la construction fondamentale d'un empilement de stratifié de tissu. Dans la deuxième application, l'interférométrie moiré est utilisé pour déterminer les propriétés élastiques d'un composite stratifié orthotrope mince. Pendant le procédé d'identification, le résultat expérimental basé sur cette interférométrie moiré présente une excellente stabilité au filtrage spatial, qui assure la compatibilité pour la détermination des paramètres mécaniques dans la pratique.