Etude des assemblages collés par ondes guidées ultrasonores : étude expérimentale et modélisation par éléments finis

N° d’ordre : 3902


THÈSE

PRÉSENTÉE A

L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L’INGENIEUR

Par Hugues LOURME

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Mécanique

Etude des assemblages collés par ondes guidées ultrasonores :
étude expérimentale et modélisation par éléments finis

Directeur de recherche : Bernard HOSTEN


Soutenue le 27 novembre 2009

Après avis de :

M R. EL GUERJOUMA, Professeur, Université du Maine Rapporteurs
M E. LE CLEZIO, Maître de Conférences, HDR, Université de Tours

Devant la commission d’examen formée de :

M J. L. BATTAGLIA, Professeur, Université Bordeaux 1 Président
M R. EL GUERJOUMA, Professeur, Université du Maine Rapporteurs , Université de Tours
M M. CASTAINGS Examinateurs
M P. PERES, Ingénieur ASTRIUM Space Transportation



-- 2009 --
Remerciements


Ce mémoire est le résultat d’un travail effectué au Laboratoire de Mécanique Physique, au
sein de l’équipe Ultrasons Matériau, coordonnée par Bernard HOSTEN.

Je remercie Marc DESCHAMPS, directeur de recherche au CNRS, de m’avoir accueilli au
Laboratoire de Mécanique Physique.

Je tiens à remercier Rachid EL GUERJOUMA, professeur à l’Université du Mans et
Emmanuel LE CLEZIO, maître de conférence, habilité à diriger des recherches à l’Université
de Tours, pour m’avoir fait l’honneur d’examiner ce travail.

J’adresse toute ma reconnaissance à Bernard HOSTEN, directeur de recherche au CNRS,
pour m’avoir encadré durant cette thèse. Ses connaissances, ses conseils ainsi que sa
disponibilité et sa bonne humeur ont rendu possible l’aboutissement de ces travaux. Il n’aura
malheureusement pas pu les suivre jusqu’à leurs termes mais je n’oublierai pas que c’est à lui
que je dois le succès de cette thèse.

Je tiens à remercier également ASTRIUM SPACE TRANSPORTATION qui a financé la
thèse et particulièrement Pascale BRASSIER, Patrick PERES et Dominique CONTE,
ingénieurs, pour leur suivi durant ces trois années.

Je remercie très chaleureusement Christine BIATEAU pour sa sympathie, son aide dans les
aspects expérimentaux et pour tout le reste et qui m’aura permis de supporter les moments
difficiles.

Je remercie également Philippe MALERNE et Alain SENDAT pour leur aide dans les aspects
techniques. Merci également à Béatrice DESOUDIN et Sandrine GUIT pour leur aide au bon
fonctionnement du labo et à Cathy BLANCHARD qui en assure l’entretien.

Je remercie sincèrement mes camarades de pauses : Bénédicte, Damien, Jean-Philippe,
Jérôme, Mahmad, Mahmoud, Mathieu et tous les autres thésards que j’ai côtoyés durant ces
longues années.

Et pour terminer, un très grand merci à Christelle pour son soutien au quotidien.






















A Bernard,


Table des matières


Table des matières


!"#$%&'(#)%" **************************************************************************************************************************************+!
Chapitre I :,-./01,&2%"&01,0#,(%"#03#0,&2'#)4)15#)%"****************************6!
I.1.,7$810"#5#)%",&01,%"&01,9')&801*****6!
I.1.1.!"#$!%&'#$!'#!"()*+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++,!
I.1.2.!"#$!%&'#$!-.(&$/#.$#$!0%.12%&-(3#$!4567++++++++++++++++++++++++89!
I.2.,:%"#03#0,&2'#)4)15#)%",&0,(01,%"&01 *********************************************************************************************++!
I.2.1.!:;%);-.1#!'#$!;<.%=/#--#$++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++88!
I.2.2.!>(.(?-;.1$-1@=#$!'#$!)(-;.1(=A!=-131$;$+++++++++++++++++++++++++++8B!
I.2.3.!C0;&%)D&#$!)1$!#&!E#=8F!
I.2.4.!G%)(1&#$!H.;@=#&-1#3$!'#!-.(/(13++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++8,!
I.3.,:%"(4'1)%" *******************************************************************************************************************************************+6!
Chapitre II :,7$810"#5#)%",&01,;%&<401*************************************************+=!
II.1.,>8#?%&0,&01,;5#$)(01,&2);/8&5"(0,&0,1'$@5(0****+=!
II.2.,A);'45#)%",&0,45,/$%/595#)%",&2%"&01,/5$,848;0"#1,@)")1*************************************************B+!
II.2.1.!:;&;.(31-;$!$=.!3#$!)%'D3#$+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++I8!
II.2.2.!"#!)(133(J#+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++IK!
II.2.3.!"#$!.;J1%&$!(*$%.*(&-#$++++++++++++++++++++++++IF!
II.2.4.!:;&;.(-1%&!'L=&!)%'#!<=.+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++IM!
II.2.5.!N%'D3#!(/#?!?%=?0#!'#!?%33#!<%=.!3L;-='#!'#!3(!?%0;$1%&+++++++++++++++++++++++IM!
II.2.6.!N%'D3#!'#!.#$$%.-$!<%=.!3L;-='#!'#!3(!?%0;$1%&++++++++++I,!
II.2.7.!N%'D3#!'#!.#$$%.-$!<%=.!3L;-='#!'#!3L('0;$1%&++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++IO!
II.3.,-$5)#0;0"#,&01,$81'4#5#1,&01,;%&<401*************************************************************************************B=!
II.3.1.!"(!-.(&$H%.);#!'#!P%=.1#.++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++K9!
II.3.2.!"#$!.#3(-1%&$!'L%.-0%J%&(31-;++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++K8!
II.3.3.!Q(31'(-1%&!'#$!);-0%'#$!'#!-.(1-#)#&-+++++++++++++++++++++++++K8!
II.4.,:%"(4'1)%" ******************************************************************************************************************************************CB!
Chapitre III :,D'#)41,03/8$);0"#5'3,0#,/$%(8&81,&0,#$5)#0;0"#,&01,;01'$01 **********CC!
III.1.,E)1/%1)#)@1,03/8$);0"#5'3**********CC!
III.1.1.!:;&;.(-1%&!#-!';-#?-1%&!'=!)%'#!R +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++KK!9
III.1.2.!:;&;.(-1%&!#-!';-#?-1%&!'=!)%'#!5KF!9
III.1.3.!:;&;.(-1%&!#-!';-#?-1%&!'=!)%'#!56++++++++++++++++++++++++++++KM!9
III.1.4.!N%&-(J#!#A<;.1)#&-(3!'#$-1&;!S!3L;-='#!'#$!/(3#=.$!'#$!.(1'#=.$!'L1&-#.H(?# ++++++++++++K,!
III.2.,-$5)#0;0"#,&01,$81'4#5#1,03/8$);0"#5'3******************************************************************************CF!
III.3.,:%"(4'1)%" ************************************************************************C=!
Chapitre IV :,G54)&5#)%",&01,;%&<401,0#,&',(%"(0/#,&0,$5)&0'$,&2)"#0$@5(0 *************H+!
IV.1.,G54)&5#)%",&',;%&<40,&0,(%'(?0,&5"1,40,(51,&2'",(%44590,/5$@5)# ,I,J%)"#,K,1);/40,
$0(%'L$0;0"#,'1)"8,&5"1,45,;5110*******************************************************************************************************H+!
IV.1.1.!:;&;.(-1%&!'=!)%'#!R ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++B8!9
IV.1.2.!:;&;.(-1%&!'=!)%'#!5+++++++++++++++++++++++++BK!9
IV.1.3.!:;&;.(-1%&!'=!)%'#!56+++++++++++++++++++++BB!9
IV.1.4.!>%33(J#!<(.H(1-!(/#?!)%'D3#!'#!.#$$%.-$+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++BF!
IV.2.,G54)&5#)%",&2'",;%&<40,#$)(%'(?0,&5"1,40,(51,&2'",(%44590,@4')&0 ,I,J%)"#,K,1);/40,
$0(%'L$0;0"#,(%'/48,5L0(,&0,4205'*******************************************************************************************************HM!
IV.3.,:51,&0,L54)&5#)%",0#,030;/40,#./0,&2'#)4)15#)%",&',;%&<40,&0,$011%$#1 **********************H6!
IV.3.1.!T*-#&-1%&!'#$!.(1'#=.$!<(.!3#!)%'D3#!$#)1!(&(3U-1@=# +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++BO!
Table des matières


IV.3.2.!"#$%&#'%()!&*!+(&,$-!#&./0%1!&-!2-00(2'0 !3!$4#%&-!&-0!2#%&-*20!(5'-)*-0!6#2!$-!
+(&,$-!0-+%!#)