Les méthodes d’inspection ultrasonores (UT) sont une composante essentielle des contrôles non-destructifs (CND). Elles sont couramment employées pour l’inspection de composants mécaniques tels que les soudures (nucléaire, pétrochimie) ou les structures en matériau composite (aéronautique). Afin de comprendre les phénomènes physiques en jeu pour une configuration donnée, la simulation est un atout et parfois une étape incontournable pour la mise en place du procédé d’inspection. Le CEA développe la plateforme logicielle CIVA [1] de simulation des CND et accompagne les acteurs industriels dans cette démarche. Deux approches complémentaires sont étudiées dans CIVA pour les UT : les modèles numériques de type éléments finis (EF) et les modèles semi-analytiques de type rayon paraxial basés sur une asymptotique haute fréquence (HF). Les approches rayon sont souvent privilégiées en raison de leur coût de calcul réduit et de leur adaptabilité à des cas d’application industrielles variées. Elles souffrent en revanche de limitations susceptibles de biaiser quantitativement la simulation de certaines inspections. Les solutions EF servent alors de référence.

Dans un premier temps, une étude bibliographique sera menée afin de se familiariser sur les techniques de calcul de coefficients d’interfaces simples [2,3] puis plus complexe en étudiant les asymptotiques HF pour des tri-couches lorsque l’épaisseur de la couche du milieu devient petit au regard des longueurs d’onde. Les méthodes EF pourront être utilisées afin de valider les résultats obtenus, que le stagiaire sera amené à analyser. Ces modèles seront développés au sein d’une librairie développée au CEA qui concentre les évolutions majeures des modèles HF : détection automatique des limites de modèle, calcul optimisé de temps de vol en milieux complexes, couverture en rayons par un procédé adaptatif, etc. Un sujet de thèse est envisagé.

L’étudiant intégrera l’équipe de modélisation du CEA List situé sur le centre CEA de Saclay et sera encadré par deux ingénieurs chercheurs spécialisés dans le domaine de la simulation ultrasonore. Ce stage a une durée de 5 à 6 mois. Le stagiaire perçoit une gratification mensuelle brute variable selon le niveau de classification de sa formation. Par ailleurs le stagiaire peut bénéficier des facilités de transport du CEA.

Références :

(1) CIVA in a few words. https://www.extende.com/civa-in-a-few-words (accessed 2022-09-29).

(2) Auld, B. A. Acoustic Fields and Waves in Solids; Рипол Классик, 1973.

(3) Royer, D.; Valier-Brasier, T. Ondes élastiques dans les solides: Tome 1, Propagation; ISTE éditions: London, 2021.