Techniques d'inspection par ondes guidées ultrasonores d'assemblages brasés dans des réacteurs aéronautiques

Résumé

L’industrie aéronautique, cherche à étudier la possibilité d’utiliser de manière structurelle des joints brasés, dans une optique de réduction de poids et de coût. Le développement d’une méthode d’évaluation rapide, fiable et peu couteuse pour évaluer l’intégrité structurelle des joints apparait donc indispensable. La résistance mécanique d’un joint brasé dépendant principalement de la quantité de phase fragile dans sa microstructure. Les ondes guidées ultrasonores permettent de détecter ce type de phase lorsqu’elles sont couplées à une mesure spatio-temporelle. De plus la nature de ce type d’ondes permet l’inspection de joints ayant des formes complexes. Ce mémoire se concentre donc sur le développement d’une technique basée sur l’utilisation d’ondes guidées ultrasonores pour l’inspection de joints brasés à recouvrement d’Inconel 625 avec comme métal d’apport du BNi-2. Dans un premiers temps un modèle éléments finis du joint a été utilisé pour simuler la propagation des ultrasons et optimiser les paramètres d’inspection, la simulation a permis également de démontrer la faisabilité de la technique pour la détection de la quantité de phase fragile dans ce type de joints. Les paramètres optimisés sont la forme de signal d’excitation, sa fréquence centrale et la direction d’excitation. Les simulations ont montré que l’énergie de l’onde ultrasonore transmise à travers le joint aussi bien que celle réfléchie, toutes deux extraites des courbes de dispersion, étaient proportionnelles à la quantité de phase fragile présente dans le joint et donc cette méthode permet d’identifier la présence ou non d’une phase fragile dans ce type de joint. Ensuite des expérimentations ont été menées sur trois échantillons typiques présentant différentes quantités de phase fragile dans le joint, pour obtenir ce type d’échantillons différents temps de brasage ont été utilisés (1, 60 et 180 min). Pour cela un banc d’essai automatisé a été développé permettant d’effectuer une analyse similaire à celle utilisée en simulation. Les paramètres expérimentaux ayant été choisis en accord avec l’optimisation effectuée lors des simulations et après une première optimisation du procédé expérimental. Finalement les résultats expérimentaux confirment les résultats obtenus en simulation, et démontrent le potentiel de la méthode développée.

Date	3 août 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Pierre Bélanger (Directeur(-trice)) & Philippe Bocher (Codirecteur(-trice))