NON DESTRUCTIVE EVALUATION OF COMPOSITE MATERIALS USING ULTRASONIC SPECTROSCOPY

Résumé
Les matériaux composites carbone-époxy, très utilisés dans l'industrie aéronautique, sont très délicats à contrôler. Les méthodes classiques de contrôle sont en particulier insuffisantes pour la détection des défauts répartis (porosités, délaminations) qui altèrent gravement les propriétés mécaniques des structures. Les ultrasons permettent de détecter certaines délaminations (échographie mode A), mais l'interprétation du signal temporel reste assez ardue dans le cas des porosités et compte-tenu de l'hétérogénéité des matériaux composites. L'intérêt de l'analyse spectrale est démontré dans la présente communication : elle met en évidence en onde longitudinale des fréquences privilégiées d'absorption, étroitement liées à la structure interne du matériau composité étudié. Plusieurs exemples d'utilisation du spectre ultrasonore réfléchi ou transmis sont présentés pour différents échantillons sains ou poreux.

Abstract
The non destructive evaluation of the carbon epoxy composite materials (often used in aeronautics) is a difficult matter. The classical control methods prove unsatisfactory for the detection of distributed defects (like delaminations and porosities), which affect severely the mechanical properties of composite parts. Ultrasonic echography (A scan mode) allows for the detection of some kinds of delaminations, but the interpretation of the echographic signal remains difficult in the case of porosities and owing to the heterogeneous nature of composites. In the present communication, the usefulness of a spectral analysis (ultrasonic spectroscopy) is demonstrated : the occurrence of selective absorption frequencies, closely bound to the material internal structure, is evidenced. Several examples of spectral analysis of the transmitted or reflected ultrasound are presented for reasonably defect-free and porous materials.