UT - Ombrage - Résultats avec le capteur monoélément Ø12.7mm

Une comparaison de la forme des échodynamiques balayage des échos spéculaires expérimentaux et simulés sur l’ensemble des rubans est présentée ci-dessous. La superposition des courbes échodynamiques montre une très bonne prédiction des échos (étalement et amplitude). Les écarts maximum relevés sont de 0.5dB (la référence est le TG).

La figure ci-dessous présente une comparaison des échodynamiques balayage mesurées et simulées avec les modèles KIRCHHOFF et SPECULAIRE de l’écho de fond ombré ou non par les rubans.

Concernant la partie non ombrée de l’écho de fond : l’amplitude de l’écho de fond non ombré est bien prédite par les deux modèles de calcul de CIVA. Les écarts relevés sont inférieurs au dB (en référence à un TG).

Dans la zone de transition écho de fond non ombré-ombré, les courbes échodynamiques expérimentale et simulées diffèrent un peu quel que soit le modèle.

Concernant la partie ombrée de l’écho de fond, les deux modèles de calcul de l’écho de fond prédisent des résultats bien différents :

• Le modèle SPECULAIRE est éloigné de l’expérience puisqu’il prédit un ombrage quasi-total à l’aplomb du défaut.
• Le modèle KIRCHHOFF pour le calcul de l’écho de fond donne des résultats assez proches de l’expérience concernant l’ombrage par les rubans situés à 60 et 80mm de profondeur. L’écart maximum en amplitude (4dB) est obtenu sous le ruban situé le plus loin du fond (à 60mm). Notons la particularité de l’échodynamique expérimentale de l’écho de fond qui présente une légère surélévation de l’amplitude à l’aplomb du défaut. Ce phénomène est bien reproduit par le modèle KIRCHHOFF uniquement dans le cas du ruban le plus proche du fond (à 20 mm). Cet effet sera discuté et interprété plus loin dans la page.

L’évolution de l’amplitude des échos directs des rubans et de l’écho de fond ombré est présentée sur la courbe ci-dessous. 

L’erreur sur la prédiction des échos directs est inférieure au dB. En revanche, l’évolution de l’amplitude de l’écho de fond ombré n’est pas correctement prédite par le modèle KIRCHHOFF qui sous-estime de 4 dB l’écho de fond sous le ruban le plus éloigné du fond puis surestime de 2 dB celui sous le ruban le plus proche du fond. L’ombrage prédit par le modèle SPECULAIRE est quasi-total et par conséquent très éloigné de la mesure.

Une superposition des Ascans expérimentaux et simulés (écho de fond calculé avec le modèle KIRCHHOFF) des échos de rubans et de l’écho de fond ombré est présentée ci-dessous. Les Ascans ont été extraits à l’aplomb de chaque ruban. Leurs formes sont en bon accord, même là où des écarts d’amplitude ont été observés sur les courbes échodynamiques.

Une comparaison des échos directs simulés et mesurés sur les rubans est présentée ci-dessous. Les résultats de simulation sont présentés avec et sans prise en compte de l’atténuation.

La superposition des échodynamiques montre les écarts d’amplitude importants entre l’expérience et la simulation lorsque l’atténuation n’est pas prise en compte dans CIVA. En revanche, lorsqu’elle est prise en compte, un très bon accord est obtenu sur l’amplitude et la forme des courbes échodynamiques.

L’évolution des amplitudes est représentée sous forme graphique sur la figure ci-dessous.

Lorsque l’atténuation n’est pas prise en compte dans CIVA, l’écart en amplitude simulation / expérience s’élève à 8dB sur l’écho du ruban à 80mm de profondeur. Les résultats des comparaisons montrent que l’atténuation paramétrée est correctement choisie puisque les écarts observés sont dans la plupart des cas inférieurs à 1dB entre expérience et simulation.

Une superposition des Ascans expérimentaux et simulés (avec et sans prise en compte de l’atténuation) de l’écho direct du ruban à 60mm de profondeur est présentée ci-dessous. Leurs formes sont en bon accord général.

Une comparaison de la forme des échodynamiques balayage expérimentale et simulées avec les modèles KIRCHHOFF et SPECULAIRE de l’écho de fond ombré ou non par les rubans est présentée ci-dessous pour le traducteur  Ø12.7mm. L’évolution de l’amplitude du fond ombré à l’aplomb du défaut est également affichée.

Lorsque l’écho de fond est non ombré :

L’amplitude de l’écho de fond non ombré est bien prédite par les deux modèles de calcul CIVA. Les écarts observés sont de 0.5dB. Comme pour le traducteur Ø19mm, il s’agit d’une surestimation pour le modèle SPECULAIRE et d’une sous-estimation pour le modèle KIRCHHOFF.

Lorsque l’écho de fond est ombré :

Comme pour les résultats à 2.25MHz, pour ce traducteur d’ouverture proche de la taille des rubans, les résultats obtenus à 5MHz avec le modèle SPECULAIRE s’éloignent fortement de l’expérience. Concernant le modèle KIRCHHOFF, les tendances sont assez bien reproduites dans le sens où l’ombrage est d’autant plus important que le défaut est éloigné du fond. Les écarts en amplitudes vont de 2 à 4dB au maximum entre simulation et expérience.