Les prédictions des modèles disponibles dans CIVA pour le calcul des échos d’une inclusion en acier et d’un plan infini dans de l’eau ont été évaluées en les comparant aux résultats expérimentaux obtenus avec un capteur multiéléments fonctionnant à 5MHz.
Les résultats de l’étude ont été présentés ainsi que les démarches suivies pour déterminer les paramètres du capteur entrés dans CIVA (signal de référence, atténuation…). Plusieurs ouvertures actives ont été évaluées en agissant sur le nombre d’éléments actifs, avec et sans application d’une loi de retards.
Nous rappelons ci-dessous les principaux résultats obtenus en fonction de la configuration.
Configuration sans lois de retards
Pour les plus grandes ouvertures, un très bon accord est obtenu entre l’expérience et la simulation avec les modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE. Les écarts ne dépassent pas 2dB. L’accord entre l’expérience et le modèle SOV est moins bon que pour les 2 autres modèles lorsque l’inclusion se rapproche du capteur et que l’ouverture du capteur est grande. Les écarts maximums atteignent 4dB environ pour l’ouverture de 20 éléments.
La distance « dmax » à laquelle l’amplitude de l’écho est maximale est très bien prédite par les modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE pour les grandes ouvertures. Les écarts n’excédent pas 1mm. Le modèle SOV a en revanche tendance à surestimer "dmax" de plus de 10mm pour ces ouvertures; les écarts le plus important pouvent atteindre 20mm pour la plus grande ouverture.
Pour les plus petites ouvertures, une bonne prédiction de l’évolution de l’amplitude en fonction de la distance capteur-inclusion est obtenue avec une prédiction systématique des deux maximas d’amplitude lorsque l’ouverture active est dissymétrique. Les écarts de position de la distance dmax sont néanmoins importants, la sous-estimation peut atteindre 13 mm pour l’ouverture de 4 éléments avec le modèle SPECULAIRE.
Cependant, contrairement aux larges ouvertures actives, les écarts les plus faibles sur l’amplitude et la position du maximum d’amplitude sont obtenus avec le modèle SOV. Ces écarts plus faibles que ceux obtenus avec le modèle SOV-COMPLET sont surprenants. En effet, SOV-COMPLET est un modèle moins approché que SOV. Les différences pourraient s’expliquer par le fait qu’une approximation du modèle SOV compenserait l'approximation commune à tous les modèles.
Concernant les courbes échodynamiques « XY » des inclusions, un bon accord est également obtenu pour les grandes ouvertures. Pour les petites ouvertures (1 et 4 éléments), les 3 modèles surestiment l’amplitude dès que l’on s’écarte du centre du capteur (surévaluation de la largeur à -6dB de +7.5mm au maximum). Ces écarts peuvent être associés à l’approximation faite sur le mode de vibration du capteur en mode piston (hypothèse moins vraie lorsque l’ouverture active est très petite).
Enfin, comme pour les courbes amplitude-distance, un meilleur accord est observé sur les courbes échodynamiques suivant l’axe X avec le modèle SOV pour les petites ouvertures. Ces écarts ne sont pas expliqués.
Configuration avec lois de retards
Un bon accord est obtenu entre l’expérience et la simulation. La position du maximum de l’écho spéculaire ainsi que son amplitude sont bien prédits avec les 3 modèles à 2dB près. Une meilleure prédiction a été obtenue avec les modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE après la zone focale malgré la prédiction d’une petite oscillation d’amplitude qui n’apparait pas expérimentalement.
Cela montre l’apport des modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE sur les prédictions de l’amplitude de l’écho d’inclusion en fonction de la hauteur d’eau. En effet, en dehors de la zone focale, les amplitudes simulées avec le modèle SOV montrent une tendance à sous-estimer systématiquement les amplitudes. Les écarts maximums observés entre l’expérience et les prédictions du modèle peuvent atteindre 5 à 6dB. Les écarts entre l’expérience et les prédictions des modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE sont inférieurs à 2dB (incertitude expérimentale).
Concernant les courbes échodynamiques « XY » des inclusions, les 3 modèles prédisent bien pour toutes les ouvertures étudiées la largeur du faisceau à -6dB. Lorsque l’on observe la décroissance en amplitude au-delà de cette zone, la comparaison des résultats expérimentaux montre une nette amélioration des prédictions des modèles SOV-COMPLET et SPECULAIRE. Les écarts sont alors de 2dB au maximum tandis que le modèle SOV avec approximation d’onde
plane sous-estime de 12dB l’amplitude aux mêmes positions. Notons également que cette sous-estimation est d’autant plus forte que l’ouverture est faible.
Retour vers résultats des confirgurations avec lois de retards
Retour vers sommaire