Méthode de caractérisation des propriétés mécaniques de milieux initialement liquides ou mous par des mesures de réflexion d’ondes ultrasonores sous incidences obliques.
Résumé
Le suivi des propriétés mécaniques des milieux initialement liquides au cours du temps permet de fournir des informations sur l'évolution de l'état physico-chimique et des caractéristiques de ces milieux. L'utilisation d'ultrasons est aisée et bien adaptée à de tels milieux. Le module d'Young d'un milieu et son module de cisaillement pour un solide ou sa viscosité de cisaillement pour un liquide, sont en effet reliés aux célérités des ondes de pression (ou longitudinale) et de cisaillement (ou transversale) par des relations incluant la masse volumique du milieu.
Nous proposons une méthode pour la détermination de ces propriétés qui repose uniquement sur des mesures de coefficients de réflexion sous incidences obliques dans un solide de référence sur une interface plane avec le milieu étudié. Le traitement original des coefficients de réflexion mesurés prend en compte les incertitudes liées aux erreurs expérimentales et aux approximations du modèle.
Cette nouvelle approche permet de s’affranchir de la mesure par transmission de la célérité de l’onde longitudinale qui requiert une sonde émettrice et une sonde réceptrice en vis-à-vis dans le milieu, ou une sonde émettrice et réceptrice en face d'un réflecteur ; le capteur s’en trouve simplifié tant dans sa géométrie que dans son emploi.
De plus, la mesure acoustique portant sur le même échantillon du milieu, il devient envisageable de procéder à des déterminations localisées des propriétés de milieux qui ne sont plus forcément homogènes. L’échelle de l’étude de la structure de milieu hétérogène est ajustable : tailles des transducteurs ultrasonores, focalisation. La commande électronique des angles d’incidence en utilisant des matrices de transducteurs est envisageable pour cartographier les propriétés du milieu.
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