Contexte
Détermination des contraintes résiduelles par méthode ultrasonore

La méthode d’analyse des contraintes résiduelles par ultrasons est une technique quantitative, rapide et non destructive, basée sur la dépendance de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores avec l’état de contraintes dans le matériau. Le caractère non destructif et le coût des équipements sont les avantages principaux favorisant le développement de cette technique.

Tout procédé de fabrication, on le sait, induit dans une pièce mécanique des contraintes résiduelles qui influencent son comportement en fatigue, en rupture et même en corrosion. Le rôle de ces contraintes résiduelles est donc fondamental pour concevoir une pièce mécanique. Depuis quelques années, les études se sont multipliées pour comprendre leurs effets sur les performances mécaniques.

Ces contraintes internes proviennent des procédés de fabrication (usinage, forgeage, traitement thermique…). Elles influent sur la durée de vie des composants mécaniques en accélérant ou en retardant l’apparition de fissures, elles n’ont donc pas toujours un effet négatif sur le comportement mécanique des structures. Elles peuvent aussi être bénéfiques, lorsque des contraintes de compression en surface sont générées, pour augmenter leur durée de vie en fatigue. Ainsi, le comportement mécanique et la durée de vie des structures mécaniques soumises à des chargements variés (mécanique, thermique ou chimique) dépendent de l’état des contraintes résiduelles induites dans le matériau.

Les techniques de mesure des contraintes résiduelles existant actuellement sont destructives ou semi-destructives, coûteuses et complexes à mettre en œuvre. La méthode par diffraction des rayons X (RX) et la méthode du trou par perçage incrémental sont les plus utilisées. La première limitée à quelques micromètres reste non destructive ; la seconde est semi-destructive...