Abstract FR:

Les techniques ultrasonores ont démontré leur intérêt pour l’étude des propriétés élastiques des matériaux. La vitesse et l’atténuation des ultrasons dépendent de la microstructure et donc des propriétés mécaniques du milieu de propagation. Néanmoins, pour des matériaux très atténuants, les méthodes ultrasonores classiques telles que la spectroscopie impulsionnelle par transmission ne sont pas très efficaces. Pour dépasser ces limitations, nous avons développé une méthode originale basée sur la mesure de l’impédance électrique d’un élément piézoélectrique inséré dans le matériau. De plus, cette technique présente l'avantage de permettre le suivi de l’évolution des propriétés d'un matériau polymère au cours de ses différents stades physiques (liquide, gel ou verre). En développant un modèle analytique que nous validons, nous montrons que l'impédance électrique de l’implant piézoélectrique dépend des propriétés des matériaux qui l’environnent. Puis, en utilisant un algorithme numérique d’optimisation non linéaire, nous pouvons déduire les valeurs des paramètres vitesse atténuation du matériau en minimisant l’écart entre le spectre d’impédance expérimental et le spectre simulé. Dans cette approche théorique, le modèle unidimensionnel utilisé suppose que l’élément piézoélectrique et les milieux environnants sont limités par des faces parallèles et que les différents milieux sont parfaitement couplés acoustiquement. Cependant, en pratique, deux défauts différents peuvent apparaître : un défaut de parallélisme et un décollement. Nous prenons en compte l’existence de ces défauts dans la simulation numérique. Ces simulations sont ensuite validées par comparaison entre spectres expérimentaux et spectres simulés. Ensuite, en considérant les relations de Kramers-Kronig qui relient les paramètres acoustiques (vitesse et atténuation) du matériau, nous déterminons, pour chacun de ces défauts, les tolérances admissibles ne perturbant pas l’application de l’algorithme d’optimisation. Enfin, la dernière partie de cette étude consiste à suivre l’évolution des propriétés d’un matériau composite pendant sa polymérisation et jusqu’à sa dégradation hydrolytique.