{"id":4273,"date":"2025-06-24T18:37:24","date_gmt":"2025-06-24T16:37:24","guid":{"rendered":""},"modified":"2025-06-24T18:52:11","modified_gmt":"2025-06-24T16:52:11","slug":"ut-echos-de-surface-variation-de-la-hauteur-deau-surface-plane","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/la-simulation-cnd\/documentation\/validation-experimentale-des-modeles-civa\/validation-experimentale-des-modeles-civa-en-ultrasons\/ultrasons-echos-de-geometrie\/ut-echos-de-geometrie-echos-de-surface\/ut-echos-de-surface-variation-de-la-hauteur-deau-surface-plane\/","title":{"rendered":"UT – Echos de surface : Variation de la hauteur d’eau, surface plane"},"content":{"rendered":"

Afin d\u2019\u00e9valuer l\u2019influence de la hauteur d\u2019eau sur la mesure de l\u2019\u00e9cho de surface lors d\u2019une inspection en immersion, trois capteurs en immersion d\u2019ouverture diff\u00e9rente sont plac\u00e9s au-dessus d\u2019une surface plane, \u00e0 hauteur variable, de 4 mm \u00e0 190 mm, perpendiculairement \u00e0 la surface ou bien l\u00e9g\u00e8rement d\u00e9sorient\u00e9s.<\/span><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Cette \u00e9tude est r\u00e9alis\u00e9e avec trois capteurs en immersion dont les caract\u00e9ristiques sont rassembl\u00e9es dans le tableau ci-dessous\u00a0:<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
\u00d8 Pastille (mm)<\/th>\nMode<\/th>\nFr\u00e9quence d’entr\u00e9e (MHz)<\/th>\nBande passante (%)<\/th>\nPhase (\u00b0)<\/th>\n<\/tr>\n
6,35<\/td>\nL, 0\u00b0 \u00e0 8\u00b0<\/td>\n2,25<\/td>\n64<\/td>\n340<\/td>\n<\/tr>\n
12,7<\/td>\nL0\u00b0<\/td>\n2,25<\/td>\n60<\/td>\n0<\/td>\n<\/tr>\n
19<\/td>\nL0\u00b0<\/td>\n2<\/td>\n60<\/td>\n0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

capteur \u00d8 6,35 mm, 2 MHz, incidence 0\u00b0 \u00e0 8\u00b0<\/h2>\n<\/p>\n\n\n\n\n
\u00d8 Pastille (mm)<\/th>\nMode<\/th>\nFr\u00e9quence d’entr\u00e9e (MHz)<\/th>\nBande passante (%)<\/th>\nPhase (\u00b0)<\/th>\n<\/tr>\n
6,35<\/td>\nL, 0\u00b0 \u00e0 8\u00b0<\/td>\n2,25<\/td>\n64<\/td>\n340<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Les r\u00e9sultats sont \u00e9talonn\u00e9s \u00e0 partir d\u2019un TG de \u00d82 mm, situ\u00e9 \u00e0 28 mm de profondeur. Les amplitudes des \u00e9chos de surface obtenus \u00e0 diff\u00e9rentes hauteurs d\u2019eau et plusieurs angles d\u2019incidence du traducteur sont trac\u00e9es ci-dessous en noir pour la mesure exp\u00e9rimentale, en rouge pour les r\u00e9sultats du mod\u00e8le de Kirchhoff et en bleu pour le mod\u00e8le sp\u00e9culaire.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Aux petites hauteurs d\u2019eau, le mod\u00e8le de Kirchhoff pr\u00e9dit par rapport aux mesures des \u00e9carts importants. Ceux-ci sont tr\u00e8s fortement r\u00e9duits dans le cas du mod\u00e8le sp\u00e9culaire. Aux grandes hauteurs d\u2019eau on observe des oscillations avec le mod\u00e8le de Kirchhoff qui augmentent avec l\u2019incidence du capteur et qui disparaissent avec le mod\u00e8le sp\u00e9culaire. De mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, le mod\u00e8le sp\u00e9culaire surestime toujours l\u2019amplitude des \u00e9chos de surface de 4 \u00e0 5dB, tandis que le mod\u00e8le de Kirchhoff surestime ces \u00e9chos pour des angles d\u2019incidence allant de 0 \u00e0 4\u00b0, puis les sous-estime aux incidences de 6 et 8\u00b0.<\/p>\n<\/p>\n

Les Ascans des amplitudes normalis\u00e9es sont repr\u00e9sent\u00e9s ci-dessous pour deux hauteurs d\u2019eau et trois angles d\u2019incidence diff\u00e9rents, la courbe rouge correspond au mod\u00e8le sp\u00e9culaire et la courbe noire aux mesures.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Le mod\u00e8le sp\u00e9culaire pr\u00e9dit bien les formes temporelles des Ascans.<\/p>\n<\/p>\n

capteur \u00d8 12,7 mm, 2 MHz, L0\u00b0<\/h2>\n<\/p>\n\n\n\n\n
\u00d8 Pastille (mm)<\/th>\nMode<\/th>\nFr\u00e9quence d’entr\u00e9e (MHz)<\/th>\nBande passante (%)<\/th>\nPhase (\u00b0)<\/th>\n<\/tr>\n
12,7<\/td>\nL0\u00b0<\/td>\n2,25<\/td>\n60<\/td>\n0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Les r\u00e9sultats sont \u00e9talonn\u00e9s \u00e0 partir d\u2019un TG de \u00d82 mm, situ\u00e9 \u00e0 20 mm de profondeur. Les amplitudes des \u00e9chos de surface obtenus \u00e0 diff\u00e9rentes hauteurs d\u2019eau \u00e0 un angle d\u2019incidence du traducteur de 0\u00b0 sont trac\u00e9es ci-dessous en noir pour la mesure exp\u00e9rimentale, en rouge pour les r\u00e9sultats du mod\u00e8le de Kirchhoff et en bleu pour le mod\u00e8le sp\u00e9culaire.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Pour des hauteurs d\u2019eau comprises entre 0 et 60 mm, les r\u00e9sultats du mod\u00e8le sp\u00e9culaire sont en bien meilleurs accord avec les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux que le mod\u00e8le de Kirchhoff.<\/p>\n<\/p>\n

Les Ascans mesur\u00e9s et simul\u00e9s avec le mod\u00e8le sp\u00e9culaire sont repr\u00e9sent\u00e9s ci-dessous pour trois hauteurs d\u2019eau diff\u00e9rentes, la courbe rouge correspond au mod\u00e8le sp\u00e9culaire et la courbe noire aux mesures.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Ils sont en bon accord avec la mesure.<\/p>\n<\/p>\n

capteur \u00d8 19 mm, 2 MHz, L0\u00b0<\/h2>\n<\/p>\n\n\n\n\n
\u00d8 Pastille (mm)<\/th>\nMode<\/th>\nFr\u00e9quence d’entr\u00e9e (MHz)<\/th>\nBande passante (%)<\/th>\nPhase (\u00b0)<\/th>\n<\/tr>\n
19<\/td>\nL0\u00b0<\/td>\n2<\/td>\n60<\/td>\n0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Les r\u00e9sultats sont \u00e9talonn\u00e9s \u00e0 partir d\u2019un TG de \u00d82 mm, situ\u00e9 \u00e0 28 mm de profondeur. Les amplitudes des \u00e9chos de surface obtenus \u00e0 diff\u00e9rentes hauteurs d\u2019eau un angle d\u2019incidence du traducteur de 0\u00b0 sont trac\u00e9es ci-dessous en noir pour la mesure exp\u00e9rimentale, en rouge pour les r\u00e9sultats du mod\u00e8le de Kirchhoff et en bleu pour le mod\u00e8le sp\u00e9culaire.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Tandis que le mod\u00e8le de Kirchhoff s\u2019\u00e9carte de plus en plus des mesures avec l\u2019augmentation du diam\u00e8tre du traducteur, le mod\u00e8le sp\u00e9culaires demeure proche des mesures, avec une surestimation maximale de 2 dB. On remarque cependant une l\u00e9g\u00e8re oscillation aux tr\u00e8s petites hauteurs d\u2019eau, inf\u00e9rieures \u00e0 10 mm.<\/p>\n<\/p>\n

Les Ascans mesur\u00e9s et simul\u00e9s avec le mod\u00e8le sp\u00e9culaire sont repr\u00e9sent\u00e9s ci-dessous pour trois hauteurs d\u2019eau diff\u00e9rentes, la courbe rouge correspond au mod\u00e8le sp\u00e9culaire et la courbe noire aux mesures.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Il y a une bonne corr\u00e9lation entre ces signaux. Cependant, une petite contribution suppl\u00e9mentaire est visible \u00e0 partir d\u2019un certain temps sur les Ascans simul\u00e9s pour les hauteurs d\u2019eau de 6 et 12 mm. Cette contribution illustre une limite du mod\u00e8le sp\u00e9culaire. Une explication est propos\u00e9e ci-dessous\u00a0:<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Entre les trois capteurs utilis\u00e9s dans cette \u00e9tude, de diam\u00e8tre 6,35 mm, 12,7 mm et 19 mm, tous \u00e0 2,25 MHz, seul celui de 19 mm fait appara\u00eetre une contribution suppl\u00e9mentaire sur le Ascan simul\u00e9 en mod\u00e8le sp\u00e9culaire par rapport au Ascan exp\u00e9rimental. En effet, ce capteur de plus grand diam\u00e8tre fait apparaitre les deux angles critiques des ondes L et T au niveau d\u2019une interface eau\/acier, respectivement 14,5\u00b0 et 27\u00b0. Sur la figure ci-dessus, le trajet n\u00b01 en bleu correspond au trajet des rayons incidents proches de l\u2019angle critique des ondes L sur l\u2019interface eau\/acier, le trajet n\u00b02 en vert correspond \u00e0 celui des ondes T. Le calcul des temps de vol du trajet n\u00b01, qui est la contribution principale, et des trajets n\u00b02 et 3 montre que la contribution n\u00b02 ayant un temps de vol tr\u00e8s proche du trajet n\u00b01 ne se distingue pas de celui-ci, tandis que la contribution n\u00b03, arrivant 1 \u03bcs et 2 \u03bcs plus tard, suivant la hauteur d\u2019eau, est \u00e0 l\u2019origine de la perturbation du Ascan simul\u00e9 en mod\u00e8le sp\u00e9culaire.<\/p>\n<\/p>\n

Cependant, avec le mod\u00e8le sp\u00e9culaire cette contribution a une amplitude relativement forte, ce qui n\u2019est pas r\u00e9aliste. En effet, dans la r\u00e9alit\u00e9 des ondes rasantes sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9es \u00e0 la surface de la pi\u00e8ce par ces rayons critiques et leur contribution devrait \u00eatre prise en compte lors du calcul de l\u2019\u00e9cho de surface. Or elle ne l\u2019est pas dans le mod\u00e8le actuel et la contribution \u00e0 l\u2019\u00e9cho de surface des rayons critiques est mal \u00e9valu\u00e9e. Une solution a \u00e9t\u00e9 apport\u00e9e \u00e0 ce probl\u00e8me pour en limiter l\u2019effet, dans le cas d\u2019une interface liquide\/solide, en lissant les valeurs de la phase aux angles critiques des coefficients complexes de r\u00e9flexion.<\/p>\n<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n<\/p>\n

Continuer vers Variation de l’inclinaison du traducteur ou de la surface plane<\/a><\/p>\n<\/p>\n

Retourner au menu Echos de surface<\/a><\/p>\n<\/p>\n

Retourner au menu Echos de g\u00e9om\u00e9trie<\/a><\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Validation exp\u00e9rimentale et caract\u00e9risation des mod\u00e8les Ultrasons de CIVA, \u00e9chos de pi\u00e8ces, surface, de g\u00e9om\u00e9trie, logiciel de simulation CND<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"parent":3434,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"templates\/page--extende.html.php","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-4273","page","type-page","status-publish","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4273","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4273"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4273\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5570,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4273\/revisions\/5570"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/3434"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4273"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}