Localisation du stage. Situé sur le plateau de Saclay en région parisienne, le CEA-LIST développe des méthodes de contrôle non destructif (CND) visant à détecter des défauts dans les domaines pour lesquels la sécurité d’opération est primordiale (aéronautique, nucléaire, pétrole, ferroviaire, etc.). Les matériaux métalliques, dont les aciers inoxydables, sont largement utilisés pour fabriquer des pièces de composants critiques et interviennent donc souvent dans les problématiques de contrôle non-destructif, en particulier dans le domaine du nucléaire.

Contexte.L’un des moyens pour contrôler des pièces en acier inoxydable est l’utilisation d’ondes ultrasonores élastiques, dont la propagation est influencée par la microstructure de ce matériau. Celle-ci est cependant souvent mal connue. Afin de pallier ce problème, un dispositif de mesure et de caractérisation par méthode de résonance ultrasonore (Resonant Ultrasound Spectroscopy, RUS) a été développé depuis l’été 2020 au CEA LIST. Celui-ci est constitué, d’une part, par un banc de mesure et d’autre part, par un modèle direct et inverse utilisant la méthode de Rayleigh-Ritz et implémenté dans une librairie Python. Ces deux développements ont permis de résoudre le problème inverse de la détermination des constantes élastiques dans des cas simples.

Objectifs.Ce stage vise à étendre les outils décrits ci-dessus et à les adapter au cas de la caractérisation des aciers inoxydables austénitiques en faisant porter l’effort sur les procédures d’optimisation qui permettent de relier les mesures de spectre au tenseur des constantes élastiques. La première partie du stage consistera en une étude par simulation des stratégies d’inversion dans le cas des milieux métalliques texturés (isotrope transverse, orthotrope). Il permettra notamment d’explorer de nouvelles fonctions coûts pour le problème inverse RUS et de répondre à des questions sur la facilité d’inversion de certaines géométries. La deuxième partie du stage consistera à la caractérisation d’échantillons dont on dispose déjà de mesures EBSD des orientations cristallines et de la comparaison aux travaux précédents[1]. Le stage comprend un volet d’expérimentation important avec la mise en place d’expériences et l’écriture de codes Python pour l’interprétation et l’analyse des résultats. Pour cela, les mesure seront réalisées à l’aide d’un dispositif RUS conventionnel (transducteur au contact).

[1] Florian Le Bourdais, Nicolas Leymarie, et Pierre-Emile Lhuillier, « Caractérisation d’échantillons représentatifs de soudures austénitiques en 316L par Spectroscopie de Résonance Ultrasonore (RUS) », in e-journal of nondestructive testing, vol. 28, 2023, https://doi.org/10.58286/28519.