L'utilisation des matériaux composites en proportion grandissante dans les structures des avions de nouvelle génération oblige, pour des questions de sécurité et de coûts, les constructeurs à établir des règles de dimensionnement prenant en compte les spécificités du comportement physique en général, mécanique en particulier, du comportement des structures composites. Ce projet concerne la tolérance aux dommages sur assemblages boulonnés des plaques à fibres de carbone Module Intermédiaire/matrice époxy T800/M21. Dans un premier temps, le comportement mécanique de ces liaisons boulonnées a été étudié grâce à des essais de traction sur éprouvettes représentatives de plaques aéronautiques assemblées en simple recouvrement. La seconde partie de l'étude a consisté à impacter des assemblages en simple recouvrement proche d'une ligne de fixation, de comprendre et de modéliser la tenue résiduelle en traction après impact. La dernière partie décrit l'effet d'impact à basse vitesse sur le comportement des éprouvettes en tension initiale (pour simuler le comportement en fonctionnement de l'assemblage) en utilisant un montage spécifique, pour comparer l'effet des impacts avec et sans tension initiale sur la tenue résiduelle de l'assemblage. Enfin, une modélisation numérique par éléments finis introduisant l'endommagement et la rupture à l'échelle du pli, a permis de réaliser des comparaisons essais-calculs sur un assemblage et une stratification. Le modèle permet de retranscrire les phases d'endommagement rupture relevées expérimentalement. Il constitue une base pour une suite du développement futur des modèles. / The proportion of use of composites materials in the structures of the new generation airplane is growing, for the questions of safety and costs, the manufacturers have established rules of sizing taking into account generally the specificities of the physical behavior, mechanics in particular, behavior of the composite structures. This project concerns the tolerance in damage on assemblies screwed by plates with intermediate modulus fiber carbon / epoxy matrix T800 / M21. As a first time, the mechanical behavior of bolted junctions was studied thanks to essays of traction on representative specimens of aeronautical plates assembled in single lap shear (SLS) joint. The second part of the study is consisted to impact on the assemblies in single lap close to a fastening line, understanding and modeling the residual tensile strength after impact.The last part describes the effect of low speed impact on the specimens behavior which have been submitted to initial tension (to simulate the behavior in operation of the assembly) using a specific test, to compare the effect of the impacts with and without initial tension on the residual behavior of the composite bolted joint. Finally, a numerical finite element model with a ply damage and failure behaviors, made it possible to make comparisons between tests and numerical computations for a specific lay-up. The model shows the different phases of damages and failures observed experimentally. It provides a good basis for further development of these numerical models.

L’objectif de cette thèse était de concevoir, fabriquer, et tester des transducteurs ultrasonores multi – éléments pour des applications en environnements sévères. Dans ce contexte, des techniques de caractérisation des matériaux ont été développées afin d’adapter la conception des transducteurs en fonction des contraintes de l’environnement, et plus particulièrement la température. Deux types de conceptions ont été étudiées selon les applications visées : La première application consistait à développer un transducteur ultrasonore permettant de réaliser des contrôles non destructifs dans des réacteurs de génération IV (refroidi au sodium liquide) lors d’un arrêt de tranche. Dans ce cas, l’environnement sévère était caractérisé par une température de 200 °C, et la présence de sodium liquide. Des radiations pouvaient également être présentes. Pour cette application, un transducteur (nommé LiNa) sous la forme d’un projecteur ultrasonore linéaire de 20 éléments, fonctionnant à 2.5MHz a été fabriquée, puis testé en eau et en sodium liquide. La seconde application consistait à développer un transducteur ultrasonore permettant de réaliser des contrôles non destructifs en contact de pièces massives en cours de soudage. Une pièce massive est par exemple une cuve de réacteur nucléaire. Ce transducteur permet de détecter des défauts dans une soudure très rapidement après sa réalisation, et ainsi corriger directement cette dernière, sans attendre que les pièces soient refroidies. Pourcette application, un transducteur (nommé MaCo) sous forme de matrice 8 × 8 éléments, fonctionnant à 5MHz a été développé, et caractérisé de la température ambiante, jusqu’à 240 °C. Avec ce capteur, Avec ce capteur, des échos en ondes transversales ont été obtenus jusqu’à la température limite, sans refroidissement. / The goal of this thesis was to design, fabricate and test phased arrays ultrasonic transducers for harshenvironment applications. In this context, characterization methods were developed in order to adapt transducerdesign to the environment. We designed two types of ultrasonic phased array transducers according to theconsidered application:The first application aimed at developping an ultrasonic transducer for non destructive testing in IVth generationnuclear reactors (cooled with liquid sodium) during reactor outages. In this case, the harsh environment wascharacterized by a temperature of 200 °C, and the presence of liquid sodium. Radiations could also be present.For this application, a 20 elements 2.5MHz immersion linear projector (called LiNa) was fabricated then testedunder water and under liquid sodium.The second application aimed at developping an ultrasonic transducer in order to realize non destructive testingin contact with massive pieces during welding. A massive piece for example is a tank for nuclear plant reactor.The transducer will permit to quickly detect defects in a weld after its realization, and then correct it directlyif necessary, without waiting for the pieces to cool down at ambient temperatures. For this application,a 64elements 5MHz matrix transducer (named MaCo) were developed and tested from ambient to 240 °C. Thetransducer worked up to the limit temperature without any cooling system, and some typical defects weredetected.