Damage detection in composites by vibrothermography and local resonances

Abstract

La vibrothermographie est une technique de thermographie active capable de détecter des singularités de type délaminage ou décollement dans un matériau composite comme les laminés en fibres de carbone très utilisés actuellement en construction aéronautique (CFRP). Les causes physiques du mécanisme d'échauffement interne, suite à l'interaction avec les ondes élastiques, peuvent être la friction, l'hystérésis viscoélastique ou encore la déformation plastique. La méthode est efficace également sur des géométries complexes et requiert uniquement que les deux faces internes du délaminage soient libres de vibrer. Cette étude consiste à déterminer la relation entre l'échauffement observé et la fréquence d'une excitation sinusoïdale entre 8 et 27 kHz. Il apparaît clairement des pics d'échauffement pour certaines fréquences particulières. La comparaison avec les fréquences de résonance locale du défaut modélisé par éléments finis montre des similitudes avec l'apparition de certains de ces pics. Une étude expérimentale visant à exploiter la présence de ceux-ci montre l'intérêt d'un test vibrothermographique de type balayage rapide (chirp), dans l'optique de mettre sur pied un test court et fiable pour le contrôle non destructif de matériaux composites.