La sûreté et la tenue en fatigue des installations et ouvrages mécaniques sont liées au niveau des contraintes résiduelles présentes dans les structures. Cette étude montre le potentiel de la méthode ultrasonore d'évaluation des contraintes basée sur l'utilisation de l'onde Lcr. Ceci a été validé lors de la réalisation de profils de contraintes sur deux assemblages soudés en aciers P355 et P265, en comparant les résultats avec ceux de la méthode du perçage incrémentaI. La première partie de l'étude traite de l'influence des paramètres (couplage acoustique, état de surface, planéité, température, ... ) sur la précision et la reproductibilité des mesures ultrasonores. Dans la seconde partie, l'analyse de ces paramètres a permis la mise au point d'un capteur optimisé qui améliore la précision et la reproductibilité des mesures. La troisième partie de l'étude s'intéresse à la caractérisation expérimentale de la propagation de l'onde Lcr. A partir de l'étude de sa vitesse apparente et de son atténuation, il a été possible de dégager des critères quant à la profondeur de pénétration de l'onde Lcr ainsi que sa portée de propagation en fonction de la longueur d'onde. La dernière partie de ce travail propose une méthode originale de calibrage, permettant de déterminer les constantes acoustoélastiques dans les trois zones (MB, ZF et ZAT) de la soudure, ce qui permet d'améliorer la précision des mesures de contraintes. La reproductibilité des mesures de contraintes a été testée sur les deu.x tôles soudées et a été évaluée à ± 48 MPa. / Safety and fatigue damage resistance of the mechanical components are related to the presence of residual stresses. Ths study shows the potential of the ultrasonic method using the Lcr waves to evaluate the residual stresses. Reliability of measurements was validated on two welded steel plates (P355 and P265), by comparing the results of the ultrasonic method with those of the hole drilling method. The first part of the study deals with the influence of the parameters (acoustic coupling, roughness, flatness, temperature, etc) on the accuracy and reproducibility of the ultrasonic measurements. ln the second part, the analysis of these parameters enabled designing of an optimized transducer, which improves the precision and the reproducibility. The third part of the study was reserved to the experimental characterization of the Lcr wave propagation The criteria allowing the evaluation of the penetration depth and the propagation range were obtained from the analysis of its velocity and attenuation. The last part of this work proposes an original calibration method, enabling the determination of the acoustoelastic constants in the three zones of the weld (PM, MZ and HAZ), in order to improve the accuracy of the stress measurements. The reproducibility of stress measurements was validated on two welded steels plates and it was estimated in the order of ±48 MPa.

En sciences et dans l'industrie pour limiter le nombre de maquettes expérimentales dans les projets R&D afin de mieux comprendre et de bien interpréter les phénomènes ultrasonores complexes observés sur site, des simulations de contrôles ultrasonores sont effectuées. Ces simulations sont d'autant plus réalistes que la description des structures à contrôler est précise, en particulier au niveau des constantes d'élasticité et d'atténuation intrinsèque. Les objectifs de cette étude sont d'améliorer d'une part les connaissances sur l'influence des caractéristiques métallurgiques des matériaux anisotropes et hétérogènes sur la propagation ultrasonore et d'autre part les performances des codes de calcul (logiciel ATHENA d'EDF) qui nécessitent de disposer des données d'entrée pertinentes, notamment en ce qui concerne les constantes d'élasticité et l'atténuation ultrasonore. Cette étude est dédiée à la caractérisation des matériaux à gros grains, comme les aciers austéno-ferritiques moulés par centrifugation et les soudures en acier inoxydable austénitique ou en alliages à base nickel. Un système expérimental unique permettant de mesurer les constantes d'élasticité et l'atténuation en incidence oblique à été mis au point. Le point fort de ce dispositif est qu'il permet de travailler au-delà de l'angle critique longitudinal et donc de mesurer les propriétés d'atténuation des ondes transversales. Les constantes d'élasticité sont déduites des vitesses ultrasonores à partir d'un processus d'optimisation basé sur la résolution de problème inverse. Nous avons montré les potentialités d'algorithmes d'optimisation globaux tels que les algorithmes génétiques moins susceptibles de converger vers des minima locaux de la fonction à minimiser. Les résultats obtenus à partir des mesures expérimentales sont en accord avec la littérature. Des résultats de l'atténuation des ondes longitudinales et transversales par décomposition du faisceau en spectre d'ondes planes sont présentés.

En sciences et dans l’industrie pour limiter le nombre de maquettes expérimentales dans les projets R&D afin de mieux comprendre et de bien interpréter les phénomènes ultrasonores complexes observés sur site, des simulations de contrôles ultrasonores sont effectuées. Ces simulations sont d’autant plus réalistes que la description des structures à contrôler est précise, en particulier au niveau des constantes d’élasticité et d’atténuation intrinsèque. Les objectifs de cette étude sont d’améliorer d’une part les connaissances sur l’influence des caractéristiques métallurgiques des matériaux anisotropes et hétérogènes sur la propagation ultrasonore et d’autre part les performances des codes de calcul (logiciel ATHENA d’EDF) qui nécessitent de disposer des données d’entrée pertinentes, notamment en ce qui concerne les constantes d’élasticité et l’atténuation ultrasonore. Cette étude est dédiée à la caractérisation des matériaux à gros grains, comme les aciers austéno-ferritiques moulés par centrifugation et les soudures en acier inoxydable austénitique ou en alliages à base nickel. Un système expérimental unique permettant de mesurer les constantes d’élasticité et l’atténuation en incidence oblique à été mis au point. Le point fort de ce dispositif est qu’il permet de travailler au-delà de l’angle critique longitudinal et donc de mesurer les propriétés d’atténuation des ondes transversales. Les constantes d’élasticité sont déduites des vitesses ultrasonores à partir d’un processus d’optimisation basé sur la résolution de problème inverse. Nous avons montré les potentialités d’algorithmes d’optimisation globaux tels que les algorithmes génétiques moins susceptibles de converger vers des minima locaux de la fonction à minimiser. Les résultats obtenus à partir des mesures expérimentales sont en accord avec la littérature. Des résultats de l’atténuation des ondes longitudinales et transversales par décomposition du faisceau en spectre d’ondes planes sont présentés. / In industry, to limit the number of experimental models in R&D projects, to better understand and to well interpret the complex ultrasonic phenomena observed du ring controls on site, simulations of ultrasonic controls are carried out. These simulations are all the more realistic as the description of structures to control is accurate, especially in terms of elastic constants, and intrinsic attenuation. The objectives of this study are firstly to improve knowledge about the influence of the metallurgical properties of anisotropie and heterogeneous materials on the ultrasonic propagation and secondly the performance of the computation codes (software ATHENA EDF) which need to have the relevant inputs, particularly as regards the elastic constants and ultrasonic attenuation. This study is dedicated to the characterization of coarse materials such as austenitic-ferritic steel centrifugally cast and the welding in steel austenitic stainless or in alloy nickel-based. A unique experimental system for measuring the elastic constants and attenuation at oblique incidence has been developed. The strong point of this device is that it can work beyond the longitudinal critical angle and thus to measure the attenuation properties of transversal waves. The elastic constants are deduced from ultrasonic speed from an optimization process based on the resolution of Inverse problems. We have shown the potential of global optimization algorithms such as genetic algorithms Jess likely to converge to local minima of the function to minimize. The results obtained from experimental measurements are in agreement with literature. Results of the attenuation of the longitudinal and transverse waves by beam decomposition into spectrum of plane waves are represented.