2.2 Positionnement des capteurs

Le positionnement des capteurs sur la surface de l’éprouvette a une influence sur la forme du signal mesuré. Ce paramètre doit être étudié en fonction de l’atténuation du matériau mais également en fonction de la localisation de l’endommagement. Dans ce cadre, plusieurs configurations de positionnement des capteurs ont été testées sur les éprouvettes soumises à différents types de charges comprenant la traction, la compression et la flexion.

A- Positionnement des capteurs sur les éprouvettes de traction

Deux capteurs R6α sont montés en opposition avec deux capteurs R3α au niveau de la partie calibrée de l’éprouvette où l’endommagement doit avoir lieu (figure 69). Cette configuration permet ainsi la localisation des sources acoustiques dans les deux mailles formées par les deux couples de capteurs. La distance entre chaque couple de capteurs est de 90 mm.

Caractéristiques R3α R6α

Type résonnant résonnant

Diamètre (mm) 19 19

Fréquence de résonnance (kHz) 30 60

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Figure 69 : Positionnement des capteurs sur une éprouvette de traction

B- Positionnement des capteurs sur les éprouvettes de compression

A cause de la faible longueur de l’éprouvette de compression (60 mm), il est difficile d’installer les quatre capteurs simultanément sur les faces de l’échantillon. On se limite donc à l’utilisation de deux capteurs R6α puisqu’ils possèdent une gamme de fréquences plus large que celle de R3α (Tableau 16). En outre, l’emplacement de l’endommagement macroscopique du bois sollicité en compression est aléatoire. Pour éviter de perdre des informations au cas où un endommagement se déclenche en dessous d’un capteur, la configuration 1 a été expérimentée dans un premier temps. Elle consiste à coller deux capteurs R6α au niveau des deux plateaux du montage de compression (figure 70). Le couplage des capteurs avec les surfaces des plateaux est réalisé par collage rigide en utilisant une colle HBM X60 bi- composants. La bonne rigidité de cette colle après le séchage permet une bonne propagation des ondes entre le capteur et la surface du plateau ainsi qu’un montage pérenne. Préalablement à l’application de la colle HBM X60, le capteur a été muni d’une plaque en aluminium collée sur la céramique du capteur avec une colle Loctite super glue 3 Universal Mini Trio ce qui permettra un démontage plus facile du capteur sans risque de dégradation.

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Figure 70 : Configuration 1 : positionnement des capteurs sur les plateaux du montage de compression

Les résultats obtenus en utilisant cette première configuration montrent une zone muette dans l’enregistrement du capteur R6α (1) positionné sur le plateau inférieur du montage de compression (figures 71a et 72a) tandis que l’enregistrement du capteur R6α (2) positionné sur le plateau supérieur ne montre pas cette perte de signaux (figures 71b et 72b). Ce phénomène est engendré par la perte de couplage entre le plateau inférieur et le pied de l’éprouvette. En effet, le glissement entre l’éprouvette et le plateau inférieur empêche la propagation des signaux jusqu’au capteur et ceci très rapidement au cours de l’essai.

(a) (b)

Figure 71 : Premier exemple de résultats de compression en utilisant la configuration 1 (a) signaux enregistrés par le capteur collé sur le plateau inférieur, (b) signaux enregistrés par le capteur collé sur le plateau supérieur

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Figure 72 : Deuxième exemple de résultats de compression en utilisant la configuration 1 (a) signaux enregistrés par le capteur collé sur le plateau inférieur, (b) signaux enregistrés par le capteur collé sur le plateau supérieur de

compression

Par conséquent, la configuration 2 a été proposée et testée avec pour objectif d’éviter de perdre des informations utiles lors de l’endommagement des éprouvettes sollicitées en compression. Ici, le capteur R6(1) a été placé au niveau du pied de l’éprouvette tout en gardant le deuxième capteur R6(2) collé au niveau du plateau supérieur comme dans la configuration 1 (figure 73).

Figure 73 : Configuration 2 : positionnement des capteurs adopté pour l’essai de compression

Les résultats obtenus avec la configuration 2 montrent que les deux capteurs enregistrent la même allure d’évolution de l’activité acoustique (figure 74). Donc, la configuration 2 pour le positionnement des capteurs a été adoptée pour les essais de compression réalisés au cours de cette thèse.

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(a) (b)

Figure 74 : Exemple de résultats de compression en utilisant la configuration 2 (a) signaux enregistrés par le capteur R6α (1) collé au pied de l’éprouvette, (b) signaux enregistrés par le capteur R6α (2) collé sur le plateau

supérieur du montage de compression

C- Positionnement des capteurs sur les éprouvettes de flexion

Pour les essais en flexion 4-points, plusieurs configurations ont dû être étudiées afin d’optimiser le positionnement des différents capteurs sur l’éprouvette. La configuration 1 a été prise en considération. Elle consiste à installer les deux couples de capteurs (R6α et R3α) sur la face inférieure de l’éprouvette, puisque cette partie en tension est susceptible d’être endommagée en premier sous une sollicitation de flexion (Nguyen 2010). Or, la place disponible pour positionner des capteurs sur la face inférieure de l’éprouvette est insuffisante pour installer quatre capteurs à la fois. Donc, on a gardé le couple de capteurs R6α sur la face inférieure et le couple de capteurs R3α est placé sur la face supérieure (partie en compression) comme il est montré sur la figure 75. Le couplage des capteurs à l’éprouvette de flexion est assuré par une pression de maintien en utilisant des capuchons en aluminium et des pinces.

Figure 75 : Configuration 1 proposée pour le positionnement des capteurs sur une éprouvette de flexion

Pendant l’expérimentation de cette configuration, on a constaté que les capteurs R6α perdent une certaine sensibilité à enregistrer les émissions acoustiques au fur et à mesure de la propagation de l’endommagement. De plus, une imprécision au niveau de la localisation des signaux par les capteurs R6α a été également décelée. En effet, la position de l’endommagement obtenue par la maille des capteurs R6α ne correspond pas à la localisation

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post-mortem comme le montre la figure 76. Une explication peut être avancée en considérant que la vitesse de propagation des ondes au sein du matériau varie en fonction du niveau d’endommagement. Cette variation n’est pas prise en compte dans le paramétrage de l’acquisition des signaux acoustiques.

(a)

(b)

Figure 76 : (a) Localisation des sources d’EA par les capteurs R6α, (b) Position de la rupture réelle et de la rupture localisée par les capteurs R6α sur le faciès de rupture d’une éprouvette de flexion

Par conséquent, la configuration 2 a été proposée et testée dans l’objectif d’enregistrer et de localiser le maximum d’événements. Ici les deux couples de capteurs sont positionnés sur la face supérieure de l’éprouvette (figure 77). La précision de la localisation est améliorée par rapport à la configuration précédente. En effet, la position de la rupture localisée par les capteurs R6α installés sur la face supérieure de l’éprouvette correspond bien à la position de la rupture réelle mesurée sur le faciès de rupture (figure 78). Donc, cette configuration a été adoptée pour tous les essais de flexion de ce travail. La distance entre les capteurs R6α est de 260 mm et de 320 mm entre les capteurs R3α.

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Figure 77 : Configuration 2 proposée pour le positionnement des capteurs sur une éprouvette de flexion

(a)

(b)

Figure 78 : (a) Position de la rupture localisée par les capteurs R6α, (b) Position de la rupture réelle de l’éprouvette de flexion

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