Ondes élastiques guidées dans un tube gaine en alliage de zirconium chromé

Les ondes élastiques guidées sont utilisées pour le contrôle des tubes, notamment pour la détection de fissures ou la mesure d'épaisseur. Ces ondes sont engendrées efficacement par impact laser et peuvent être détectées par interférométrie laser, offrant des mesures à large bande et sans contact. Cette étude exploite les ondes guidées, engendrées et détectées par ultrasons laser, pour évaluer les propriétés mécaniques d’un revêtement de chrome déposé sur un tube en alliage de zirconium (M5). La dispersion ainsi que l’observabilité des modes par notre dispositf ultrasons-laser, sont calculées pour différentes épaisseurs de revêtements à l’aide du code GEWtool (1). Dans un tube non-revêtu, les premier et second modes longitudinaux L(0,1) et L(0,2), respectivement analogues aux modes A0 et S0 dans une plaque, convergent vers le mode Rayleigh. Un dépôt de chrome modifie la dispersion et l’observabilité des modes, notamment celles du mode L(0,2). Ce mode est bien observé et particulièrement sensible à l’épaisseur du revêtement dans une gamme de fréquences bornée par la fréquence de coupure du mode de surface existant pour une même épaisseur de chrome déposée sur un substrat semi-infini en M5 (2). En revanche, en haute fréquence, la vitesse de phase de ce mode converge vers la vitesse de cisaillement du M5 et il n’est plus observable. Nous concluons que l'utilisation du mode L(0,2) est limitée aux couches très fines. Ces prédictions théoriques sont comparées à des mesures réalisées par ultrasons laser sur différents tubes. (1) D. A. Kiefer (2023). GEWtool. https://doi.org/10.5281/zenodo.10114243 (https://github.com/dakiefer/GEWtool) (2) G.W. Farnell and E.L. Adler. “Elastic Wave Propagation in Thin Layers”. 9 (1972). Physical Acoustics Elsevier, pp. 35–127.