Méthode RICFF et mesure de champs de déplacement pour caractériser les propriétés mécaniques d’une large surface
Le Groupe 6NAPSE réalise la caractérisation des propriétés mécaniques des matériaux, notamment ceux dont la surface est trop large pour les moyens techniques classiques, à l’aide d’une mesure de champs de déplacement associée à la méthode de résolution inverse (RICFF = Résolution Inverse Corrigée Filtrée Fenêtrée).
Caractériser les propriétés mécaniques d’une large surface
Il est parfois compliqué pour les industriels d’identifier les propriétés mécaniques de leur matériau. Dans le contexte d’une casse, la caractérisation de la pièce va permettre de comprendre comment son évolution dans le temps a pu mener à une rupture. L’objectif est aussi de s’assurer que la fabrication/ le moulage de la pièce n’a pas changé ses propriétés mécaniques.
Pour les petits échantillons, le Groupe 6NAPSE utilise la DMA (analyse mécanique dynamique) ou encore la potence Oberst pour identifier les propriétés mécaniques du matériau.
Pour des échantillons plus larges (à partir de quelques centimètres à plusieurs mètres) ou non transportables, le Groupe 6NAPSE a développé une méthode innovante associant la mesure de champs avec de la vibrométrie laser à balayage et la méthode RICFF.
Mesure de champs de déplacement et méthode de résolution inverse RICFF
Le Groupe 6NAPSE réalise la caractérisation des propriétés mécaniques des matériaux et utilise une méthode spécifique dès lors que la surface est large (à partir d’une dizaine de centimètres) et/ou non transportable. La méthode fonctionne pour les monomatériaux et les multi-matières. La structure à étudier doit être de large surface avec une faible épaisseur (ratio de 0,01 entre la surface et l’épaisseur).
Dans un premier temps, les équipes mesurent les champs de déplacements de la structure avec un vibromètre laser à balayage. Le balayage permet de faire la mesure de nombreux points de mesure, supérieur à 1000 points. Puis, elles utilisent la méthode de résolution inverse (RICFF) afin d’identifier les propriétés matériaux. Ainsi, au lieu de mesurer les propriétés directement, elles réalisent des calculs en fonction du déplacement de la structure. Enfin, elles obtiennent les propriétés du matériau telles que : la raideur dynamique et l’amortissement, ainsi que le module d’Young (si la masse du système est connue).
Selon la surface étudiée, les équipes vont pouvoir faire les mesures sur une plus grande gamme de fréquences. La mesure permet, en effet, d’obtenir les propriétés matériaux dans les moyennes à hautes fréquences. Plus la surface est large, plus nous allons pouvoir mesurer dans les basses fréquences.
Méthode utilisée par le Groupe 6NAPSE pour l’Industrie automobile et le bâtiment
Le Groupe 6NAPSE et le CEVAA, ont d’ores-et-déjà mis en application cette méthode pour l’industrie. Pour le secteur automobile, les ingénieurs ont ainsi déterminé les propriétés mécaniques d’une porte de voiture et d’un pavillon automobile.
Pour le secteur du bâtiment, cette méthode s’est rendue très utile pour quantifier l’amortissement global d’une structure, analyser la rigidité d’une fenêtre ou encore déterminer des propriétés matériaux d’un plancher.
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