Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le cadre de projets CRIAQ (Consortium de recherche et d'innovation en aérospatiale du Québec) orientés vers le développement d'approches embarquées pour la détection de défauts dans des structures aéronautiques. L'originalité de cette thèse repose sur le développement et la validation d'une nouvelle méthode de détection, quantification et localisation d'une entaille dans une structure de joint à recouvrement par la propagation d'ondes vibratoires. La première partie expose l'état des connaissances sur l'identification d'un défaut dans le contexte du Structural Health Monitoring (SHM), ainsi que la modélisation de joint à recouvrements. Le chapitre 3 développe le modèle de propagation d'onde d'un joint à recouvrement endommagé par une entaille pour une onde de flexion dans la plage des moyennes fréquences (10-50 kHz). À cette fin, un modèle de transmission de ligne (TLM) est réalisé pour représenter un joint unidimensionnel (1D). Ce modèle 1D est ensuite adapté à un joint bi-dimensionnel (2D) en faisant l'hypothèse d'un front d'onde plan incident et perpendiculaire au joint. Une méthode d'identification paramétrique est ensuite développée pour permettre à la fois la calibration du modèle du joint à recouvrement sain, la détection puis la caractérisation de l'entaille située sur le joint.Cette méthode est couplée à un algorithme qui permet une recherche exhaustive de tout l'espace paramétrique.Cette technique permet d'extraire une zone d'incertitude reliée aux paramètres du modèle optimal. Une étude de sensibilité est également réalisée sur l'identification. Plusieurs résultats de mesure sur des joints à recouvrements 1D et 2D sont réalisées permettant ainsi l'étude de la répétabilité des résultats et la variabilité de différents cas d'endommagement. Les résultats de cette étude démontrent d'abord que la méthode de détection proposée est très efficace et permet de suivre la progression d'endommagement. De très bons résultats de quantification et de localisation d'entailles ont été obtenus dans les divers joints testés (1D et 2D). Il est prévu que l'utilisation d'ondes de Lamb permettraient d'étendre la plage de validité de la méthode pour de plus petits dommages. Ces travaux visent d'abord la surveillance in-situ des structures de joint à recouvrements, mais d'autres types de défauts. (comme les disbond) et. de structures complexes sont également envisageables.

Pour les structures aéronautiques, les zones sensibles à la corrosion sont principalement celles où le plan de protection de la structure peut être mis en défaut, comme à l’intérieur des joints de recouvrement (dénommé «lap joint» en anglais). Les assemblages de tôles métalliques réalisés par recouvrement en utilisant, par exemple le rivetage, peuvent présenter des défauts de contact et donc il peut exister un interstice entre les deux parties de l’assemblage. En général cet interstice est isolé de l’environnement extérieur par un mastic. Mais il y a un risque de piégeage d’humidité plus ou moins concentrée en ions agressifs qui peut provoquer des endommagements ou aggraver ceux initiés sur des défauts des revêtements. Le premier objectif de cette thèse est de développer une méthodologie permettant de reproduire, de manière contrôlée et de façon la plus représentative de cas réels, la corrosion d’un alliage d’aluminium 2024-T3 constituant un joint de recouvrement afin d’effectuer des observations complétées par des mesures chimiques et électrochimiques. Le deuxième objectif est de tester l’application de modèles de transport réactif (en milieu confiné) pour voir s’il est possible de simuler les réponses (chimiques ou électrochimiques) mesurées expérimentalement et donc de prédire sur le long terme l’évolution d’un assemblage. / For aircraft structures, corrosion sensitive areas are mainly those where the protection of the structure may suffer local breakdowns, as encountered inside lap joints. The assemblies of metal plates by overlapping (riveting) may present some defects in contact and consequently a gap can exist between the two parts of the assembly. Typically this gap is isolated from the outside environment by a sealant. But there is a risk of trapping of moisture more or less concentrated in aggressive ions which can induce corrosion or increase the damages initiated on coating defects. The first objective of this thesis is to develop a methodology to reproduce in a controlled manner and in the most representative way regarding actual cases, the corrosion of a lap joint made of aluminum alloy 2024- T3 plates, to perform not only observations but also chemical and electrochemical measurements. The second objective is to test the application of reactive transport models (in confined media) to check if it is possible to simulate the chemical or electrochemical changes recorded during experiments and thus to predict the long-term evolution of lap-joint in humid environment.