Dissertations / Theses: 'Courants de Foucault'

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Real, Vianney. "Un problème de transmission électromagnétique : l'expérience des courants de Foucault." Thesis, Amiens, 2015. http://www.theses.fr/2015AMIE0021/document.

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Abstract:

Cette thèse a trait au Contrôle Non Destructif par courants de Foucault. L'objet est de développer de nouvelles méthodes de calcul de la variation d'impédance d'une bobine émettrice placée au-dessus d'’une plaque conductrice contenant ou non des fissures. Les approches standards les plus robustes nécessitent le maillage par éléments finis volumiques, ce qui peut entraîner des coûts de calculs et de stockage élevés. Dans ces travaux, une géométrie idéalisée, donc simplifiée, est considérée permettant d’envisager une résolution du problème en choisissant de l'appréhender comme un problème de transmission sur l'’interface entre le conducteur et l'’air ambiant contenant la bobine. Dans le cas d'’un conducteur non fissuré, une méthode d'approximation de la variation d'impédance d'une bobine placée à la surface de la plaque est développée. Sa mise en œuvre nécessite uniquement l'’inversion de systèmes linéaires creux, diminuant ainsi le coût de calcul et de stockage. Dans le cas d'un conducteur contenant une fissure, la fissure est prise en compte à l'aide d'’une densité fictive de courant. Une fois le problème ainsi formulé, la difficulté revient au calcul de la charge fictive. Une méthode de calcul de la charge fictive de courant dans le cas de conducteurs ayant une conductivité élevée est proposée. Cette méthode s'appuie sur des développements asymptotiques pour des nombres d'onde grands
This thesis is about Non Destructive Testing by eddy currents. The goal is to develop new methods to compute the impedance variation of emitting coil placed over a conductive plate, possibly containing cracks. Standard methods require volume finite element meshes. This usually implies a computation cost and data storage high. In this thesis, we consider a solution to the problem by choosing to see is as a transmission problem on the interface between the conducting plate and the air containing the coil. When the conductor has no crack, we develop an approximate method to compute the impedance variation of a coil placed on the conductive plate. Applying this method only requires inverting sparse linear systems, this reduces the computation cost and the data storage requirements. If the plate containing a crack, the crack modeled as fictive current charge. After formulating the problem this way, the difficult part is to compute the fictive charge. We offer a method to compute it when the conducting plate has a high conductivity. It is based on asymptotic developments for high wave numbers

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ZORGATI, RIADM. "Imagerie par courants de foucault. Application au controle non destructif." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077233.

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Abstract:

Le controle non destructif par courants de foucault est fonde sur une analyse des signaux. Un diagnostic s'avere delicat dans certains cas. Des auteurs ont proose l'imagerie par courants de foucault comme moyen complementaire de diagnostic. Avec une representation integrale des champs, un probleme direct est defini, resolu par la methode des moments et sa solution validee par comparaison a des donnees experimentales et numeriques. Le probleme inverse, de type diffusion, est d'abord etudie avec une technique de tomographie par diffraction que nous modifions en remplacant le formalisme de fourier par celui de laplace. En raison des difficultes d'inversion, nous proposons une methode sous-optimale ne tenant compte que partiellement de l'attenuation. Le sujet est ensuite aborde par le biais des equations integrales de fredholm de premiere espece a noyau de convolution. Apres discretisation, le probleme est resolu par inversion generalisee dans un cadre de regularisation deterministe puis par filtrage de kalman dans un cadre de regularisation stochastique. Finalement, nous presentons des idees cles pour les developpements futurs de l'imagerie par courants de foucault

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Weber, Patrick. "Application des courants de Foucault pulses au contrôle non destructif." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0047.

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Abstract:

Ce travail décrit un dispositif de Contrôle Non Destructif ar courants de Foucault pulsés· conçu pour la détection de défauts dans les matériaux métalliques et plus particulièrement dans l'acier austénitique. L'approche des phénomènes électromagnétiques mis en jeu lors d'un contrôle est obtenue grâce à deux modèles simplifiés. Les circuits d'excitation et de détection ainsi que la constitution des capteurs, optimisés en ce qui concerne leur limite de détection en profondeur ou leur résolution transversale, sont également présentés. Les méthodes de traitement et d'analyse, propres à l'excitation impulsionnelle, permettent non seulement la détection d'un défaut mais également son positionnement par rapport à la surface ce de contrôle. Des exemples d'application en mesure d'épaisseur et en détection de défauts sont abordés
[This contribution describes a pulsed eddy current test equipment developed for defect detection in metallic materials and especially in austenitic steels. Two simplified models are used to describe the electromagnetic phenomena during control The exciting and receiving circuits,- as well as the probe coil arrangements, optimized to increase the depth detection limit or the transverse resolution power, are presented. Signal processing and analysis methods, adapted to pulsed eddy currents have been developed to detect the defect and characterize its depth. Applications to thickness measurements and defect detection are also outlined. ]

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Sakellaris, Ioannis. "Modélisation des régions minces en présence de courants de Foucault." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0046.

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Abstract:

Le but de cette thèse est de démonter l'intérêt de l'utilisation de la notion des régions minces en magnétodynamique, c'est-à-dire dans les cas où des courants de Foucault se manifestent. Ainsi nous abordons la modélisation en tenant compte de la présence des courants de Foucault sous deux aspects essentiellement : 1) - le premier aspect traite le cas où l'épaisseur de la région conductrice est petite par rapport à la profondeur de ponctuation du champ magnétique et 2) - le second aspect traite le cas où la profondeur de pénétration du champ magnétique est faible et où les courants de Foucault pénètrent peu dans les pièces conductrices. Le premier cas correspond à une région "électriquement" mince, adapté à un traitement où le potentiel vecteur magnétique est considéré constant dans l'épaisseur de la région. Le second, mettant en oeuvre l'utilisation de techniques de type d'impédance de surface, est adapté à un traitement en potentiel vecteur magnétique en deux dimensions et en potentiel scalaire magnétique en trois dimensions (total ou réduit) et ne nécessite qu'un maillage surfacique de la pièce à étudier. Finalement un modèle général pour la modélisation des régions minces est présenté, qui fonctionne en utilisant un potentiel magnétique scalaire

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Zaoui, Abdelhalim. "Contribution à la modélisation du CND par matrice de capteurs à courants de Foucault." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2073.

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Abstract:

Le contrôle non destructif par courants de Foucault est largement utilisé pour l’inspection des matériaux conducteurs. L’utilisation d’une matrice de capteurs assure le contrôle de grandes surfaces tout en minimisant les bruits dus au déplacement du capteur. D’autre part la miniaturisation des capteurs assure une bonne résolution spatiale. Dans le cas d’un fonctionnement en échantillonné, les techniques de modélisation sont les mêmes que celles utilisées pour un système mono capteur. Cependant, le fonctionnent en simultané des capteurs, bien qu’il garantisse un temps de réponse réduit, nécessite la mise en œuvre de nouvelles techniques de modélisation. Dans cette thèse, les techniques de modélisation du système mono capteur sont exploitées en vue de les généraliser au cas d’une configuration matricielle. Le principe de superposition est appliqué aux résultats de calcul par éléments finis 2D obtenus pour le cas du système mono capteur. La distribution tridimensionnelle du champ électromagnétique source est ainsi rapidement reconstituée. Une technique de perturbation est ensuite utilisée pour le calcul du champ de réaction. Cette dernière, en réduisant le domaine de calcul 3D au voisinage de la fissure, apporte un gain en temps de calcul et espace mémoire. Dans le but d’avoir un modèle rapide adapté à l’inversion itérative, le modèle de la fissure idéale basée sur les dyades de Green est généralisé au cas de la matrice de capteurs. Enfin, une inversion itérative par algorithmes génétiques est appliquée pour la reconstitution de la géométrie du défaut. Les modèles proposés sont validés par des calculs éléments finis 3D et par des mesures expérimentales
The non destructive eddy current testing is widely used in inspection of conductive materials. The use of arrayed sensors assures the control of wide surfaces and reduces the measurement noise due to the sensor displacement. On the other hand, the miniaturisation of sensors gives a best spatial resolution. In the case of sampled functioning, the modelling techniques are the same as those used for a single sensor. However, the simultaneous functioning of the sensors, while reducing the time response, requires the implementation of new modelling techniques. In this thesis, the models of single sensor system are exploited in the aim to be generalized for the case of arrayed configuration. The principle of superposition is applied to the results obtained for a single sensor system using the 2D finite element method. The 3D distribution of the electromagnetic source field is then rapidly reconstituted. A perturbation method is used in order to calculate the reaction field. This technique, when reducing the 3D computation domain to the region neighbouring the defect, brings a gain in time computing and space memory. With the aim of getting a fast direct model adapted to the iterative inversion, the ideal crack model based on the dyadic Green’s functions is generalized to the case of arrayed sensors. Finally, an inversion method using genetic algorithms is applied to reconstitute the defect geometry. The proposed models are then validated via 3D finite element computation and experimental measurements

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Jiang, Zixian. "Contrôle non destructif via des sondes courants de Foucault : nouvelles approches." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00943613.

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Abstract:

L'objectif principal de cette thèse est de proposer et de tester quelques méthodes de l'optimisation de forme afin d'identifier et de reconstruire des dépôts qui couvrent la paroi extérieure d'un tube conducteur dans un générateur de vapeurs en utilisant des signaux courant de Foucault. Ce problème est motivé par des applications industrielles en contrôle non-destructive dans le secteur de l'énergie nucléaire. En fait, des dépôts peuvent obstruer le passage de circuit de refroidissement entre les tubes et les plaques entretoises qui les soutiennent, ce qui entraînerait une baisse de productivité et mettrait la structure en danger. On considère dans un premier temps un cas axisymétrique dans le cadre duquel on construit un modèle 2-D par des équations aux dérivées partielles pour le courant de Foucault, ce qui nous permet ensuite de reproduire des mesures d'impédances qui correspondent en réalité les signaux courants de Foucault. Pour réduire le coût de calculs de la simulation numérique, on tronque le domaine du problème en posant des conditions aux bords artificielles basées sur des études sur le comportement de la solution, notamment sur un calcul semi-analytique de l'opérateur Dirichlet-to-Neumann dans la direction axiale. Pour la partie identification et reconstruction, on distingue deux sortes de dépôts et établit pour chacun une méthode d'inversion spécifique. Le premier cas concernent des dépôts dont la conductivité est relativement faible (d'environs 1.e4 S/m). On utilise la méthode d'optimisation de forme qui consiste à exprimer explicitement la dérivée des mesures d'impédance par rapport au domaine du dépôt en fonction d'une déformation et à représenter le gradient d'un fonctionnel de coût à minimiser par l'intermédiaire d'un état adjoint proprement défini. Motivée par la présence des dépôts et des plaques de maintient non-axisymétriques, on fait aussi une extension en 3-D des méthodes précédentes. Pour le deuxième cas, des dépôts sont fortement conducteurs et sous forme de couche mince d'une épaisseur de l'ordre de micron. La méthode adaptée à la première sorte de dépôts devient ici trop coûteuse à cause du degré de liberté très élevé des éléments finis sur un maillage extrêmement raffiné à l'échelle de la couche mince. Pour relever cette difficulté, les études sont portées sur plusieurs modèles asymptotiques qui remplace la couche mince par des conditions d'interface sur la surface du tube portante du dépôt. Le nom de modèle asymptotique vient du fait que les conditions d'interface effectives sont obtenues par le développement asymptotique de la solution en fonction d'un paramètre caractérisant la conductivité et l'épaisseur de la couche mince. La validation numérique a permis de retenir un modèle asymptotique qui est à la fois suffisamment précis et simple à inverser. L'inversion (recherche de l'épaisseur du dépôt) consiste alors à rechercher des paramètres dans les conditions d'interface (non standard). Pour les deux cas, la validation et des exemples numériques sont proposés pour le modèle direct et l'inversion.

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Vasseur, Pascal. "Etude de faisabilite d'un capteur intelligent de deplacement a courants de foucault." Reims, 1991. http://www.theses.fr/1991REIM5014.

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Abstract:

Un capteur intelligent est un appareil dont la reponse prend en compte certaines modifications de l'environnement (grandeurs d'influence). Le travail que nous presentons consiste a essayer de montrer que l'on peut concevoir un tel appareil en prenant pour base un capteur de proximite a courants de foucault. Les grandeurs d'influence dont nous etudions les effets sont ici la temperature et l'humidite. Le conditionneur utilise est un oscillateur dont nous avons ameliore les performances de facon a atteindre une stabilite suffisante. Les acquisitions sont faites a partir d'un banc de mesure dont nous avons realise l'automatisation. Nous montrons, bien que les mesures soient perturbees par de nombreux phenomenes, qu'il est certainement possible de concevoir un capteur intelligent. Un modele theorique du capteur a ete etudie, il permet de prevoir une reponse en frequence qui est une fonction de la distance et de la temperature et montre une bonne correlation avec la realite

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GAUTHIER, BECHONNET SEVERINE. "Resolution et mise en oeuvre d'un modele tridimensionnel des courants de foucault." Clermont-Ferrand 2, 1998. http://www.theses.fr/1998CLF22038.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de presenter un modele tridimensionnel des courants de foucault et de realiser un code de simulation calculant la repartition du champ magnetique dans des conducteurs. Dans la premiere partie de ce document, nous donnons une formulation variationnelle du probleme. Nous avons recours a une methode de representation integrale qui necessite l'introduction d'un potentiel scalaire magnetique : nous obtenons ainsi un probleme en termes de champ magnetique a l'interieur des conducteurs et de potentiel magnetique sur leur bord. Dans la seconde partie, nous cherchons une approximation de la formulation variationnelle. La discretisation utilise une technique d'elements finis particuliere : les degres de liberte correspondent a la circulation du champ magnetique approche sur les aretes interieures du domaine et la valeur du potentiel magnetique approche aux noeuds du bord. Dans la troisieme partie, nous etudions des methodes iteratives pour la resolution du systeme qui est de grande taille et non hermitien. Des comparaisons nous permettent de degager la combinaison solveur-preconditionneur la plus efficace pour obtenir la convergence. Nous detaillons egalement le calcul difficile de certains termes de la matrice du systeme. Enfin, dans la quatrieme partie, nous utilisons des techniques de vectorisation et de parallelisation afin d'optimiser le code. Elles consistent a adapter ou a envisager differemment les methodes numeriques implementees afin qu'elles se pretent au calcul vectoriel et parallele. Les performances du code sont considerablement ameliorees.

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Ahmed, Shamim. "Développement d’une méthodologie robuste d’inversion dédiée au CND par courants de Foucault." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS043/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude et le développement de stratégies innovantes pour la résolution, basée sur l'utilisation de la simulation et de la théorie de l'apprentissage statistique, de problèmes inverses dans le domaine contrôle non destructif (CND) par méthodes électromagnétiques. L’approche générale adoptée consiste à estimer un ensemble des paramètres inconnus, constituant un sous-ensemble des paramètres décrivant le scénario de contrôle étudié. Dans les cas de CND, les trois applications classiquement visées sont la détection, la localisation et la caractérisation de défauts localisés dans le matériau inspecté. Ce travail concerne d’une part la localisation et la caractérisation des fissures et d’autre part l'estimation de certains paramètres de sonde difficiles à maîtriser ou inconnus. Dans la littérature, de nombreuses méthodes permettant de remonter aux paramètres inconnus ont été étudiées. Les approches d'optimisation standard sont basées sur la minimisation d'une fonction de coût, décrivant l'écart entre les mesures et les données simulées avec un solveur numérique. Les algorithmes les plus répandus se fondent sur des approches itératives déterministes ou stochastiques. Cette thèse considère le problème de l'estimation de paramètres inconnus dans une perspective d'apprentissage statistique/automatique. L’approche supervisée adoptée est connue sous le nom de d’apprentissage par l'exemple (LBE en anglais). Elle se compose d’une première phase, dite hors ligne, pendant laquelle un « modèle inverse » est construit sur la base de la connaissance d’un ensemble de couples entrée/sortie connu, appelé ensemble d’entraînement. Une fois la phase d’apprentissage terminée et le modèle généré, le modèle est utilisé dans une phase dite en ligne pour prédire des sorties inconnues (les paramètres d'intérêt) en fonction de nouvelles entrées (signaux CND mesurés appartenant à un second ensemble dit de test) en temps quasi-réel. Lorsqu’on considère des situations pratiques d'inspection, en raison du grand nombre de variables impliquées, la création d'un modèle précis et robuste n’est pas une tâche triviale (problème connu comme la malédiction de la dimensionnalité). Grâce à une étude approfondie et systématique, l’approche développée dans cette thèse a conduit à la mise en place de différentes solutions capables d’atteindre une bonne précision dans l’estimation des paramètres inversés tout en conservant de très bonnes performances en temps de calcul. Le schéma LBE proposé dans cette thèse a été testé avec succès sur un ensemble des cas réels, en utilisant à la fois des données synthétiques bruitées et des mesures expérimentales
The research activity of the PhD thesis focuses on the study and development of innovative strategies for the solution of inverse problems arising in the field of Non-Destructive Testing and Evaluation (NDT-NDE), based on the use of statistical learning theory. Generally speaking, the objective of the optimization stage is the retrieval of the unknown parameters within the studied electromagnetic scenario. In the case of NDT-NDE, the optimization problem, in terms of parameters to estimate, is divided into three stages, namely detection, localization and characterization. This work mainly addresses localization and characterization of crack(s) and/or estimation of probe(s) parameters. Unknown parameters, constituting a subset of the parameters set describing the electromagnetic scenario, are robustly estimated using several approaches. Standard optimization approaches are based on the minimization, by means of iterative approaches like stochastic and/or deterministic algorithms, of a cost function describing the discrepancy between measurements and prediction. This thesis considers the estimation problem in a machine learning perspective, adopting well known Learning-By-Example (LBE) paradigm. In a so-called offline phase, a surrogate inverse model is first fitted on a set of known input/output couples, generated through numerical simulations. Then, in a so-called online phase, the model predicts unknown outputs (the parameters of interest) based on new inputs (measured NDT signals) in quasi-real time. When considering practical inspection situations, due to the large number of variables involved (known as curse of dimensionality), obtaining an accurate and robust model is not a trivial task. This thesis carries out a deep and systematic study of different strategies and solutions to achieve simultaneously good accuracy and computational time efficiency in the parameters estimation. Moreover, a particular emphasis is put on the different approaches adopted for mitigating the curse of dimensionality issue. The proposed LBE schema has been tested with success on a wide set of practical problems, using both synthetic noisy data and experimental measurements

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Le, Diraison Yohan. "Imagerie à courants de Foucault pour l'évaluation non-destructive de structures rivetées aéronautiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421940.

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Abstract:

Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont permis le développement d'imageurs à courants de Foucault (ICF) intégrés et innovateurs utilisant un procédé magnéto-optique pour la mesure directe haute résolution de champ magnétique. Les ICF sont destinés à l'évaluation non-destructive des joints rivetés sur des structures aéronautiques et permettront la caractérisation avancée de ces structures. Les images fournies par l'ICF de laboratoire utilisé durant cette thèse et appliqué à l'inspection de rivets fissurés présentent des informations utiles pour la caractérisation des rivets. Ces images nécessitent des traitements par des algorithmes d'amélioration de la visualisation des fissures afin de mener à bien ces caractérisations. Ces algorithmes basés sur des analyses en composantes principales (ACP) ont été développés et leurs performances quantifiées. A partir de ces données traitées, des processus de caractérisation de rivets, c'est à dire la détection de fissures et leur classification en termes de longueur et profondeur, ont été proposés. Ces traitements donnent de bons résultats et permettent de localiser assez précisément des fissures enfouies dans les plaques de métal rivetées. Cette étude est particulièrement encourageante car elle permettra par la suite d'appliquer des algorithmes d'inversion afin de reconstruire les défauts détectés.

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Vacher, François. "Développement d'un imageur magnétique pour le contrôle non destructif par courants de Foucault." Cachan, Ecole normale supérieure, 2007. http://www.theses.fr/2007DENS0010.

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Abstract:

Ce travail de thèse a consisté à exploiter les qualités de capteurs magnétiques innovants afin de réaliser des sondes à courants de Foucault. Des outils de modélisation ont été utilisés pour concevoir et optimiser ces sondes. Ce travail a abouti à la réalisation de deux sondes. La première présente une haute résolution spatiale de 100µm grâce à l'exploitation des petites dimensions de capteurs magnétorésistifs. Cette sonde compte 22 éléments. Les performances de détection obtenues ont dépassés les limites des sondes classiques : des défauts de 50x50x50µm³ ont ainsi été détectés avec un bon rapport signal sur bruit. La seconde sonde exploite la bonne sensibilité des magnétoimpédances afin de détecter des défauts profonds sous 8mm de ligament. Ce travail constitue une des premières applications des magnétoimpédances au contrôle non destructif. Des procédures de traitement du signal ont été mises en oeuvre afin d'améliorer les performances de cette sonde. Les caractéristiques des sondes réalisées, en terme de résolution spatiale comme en terme de détection, ont permis de dépasser les performances des sondes classiques et ouvrent ainsi de nouvelles perspectives d'application pour la technique des courants de Foucault
The main work of this thesis consists in using the qualifies of new magnetic sensors for eddy current testing. Eddy current models have been used to design and to optimize these eddy current probes based on these new magnetic sensors. Two probes have been realized during this thesis. In the first probe, the small size of magnetoresistive sensors is used to design a high spatial resolution probe. This probe is made of 22 sensors. Each sensor is 100µm long. This new probe shows greater performances than classical probes: surface breaking flaws of 50x50x50µm³ have been detected with a high signal to noise ratio. In the second probe, the high sensitivity of magnetoinductive sensors is used to detect deep cracks with a ligament of 8mm. This probe is one of the first applications of magnetoinductive sensors to eddy current testing. Signal analysis techniques have been used to enhance the signal to noise ratio obtained with this probe. The features of these two eddy current probes show that new magnetic sensors may enhance the performances of classical eddy current probes. The results obtained with these new magnetic sensors in this thesis show that new applications for eddy current testing can be considered

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Corvaisier-Riche, Aude. "Problèmes inverses : analyse combinatoire : application au contrôle non destructif par courants de Foucault." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10153.

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Le but de cette these est l'etude d'un probleme inverse : a partir de donnees recueillies par une sonde en courants de foucault, a l'interieur des tubes des generateurs de vapeur des centrales nucleaires, reconstituer la forme des defauts qui peuvent exister a l'interieur des parois du tube. Les techniques actuelles d'inversion des donnees ne permettent pas une reconstruction satisfaisante des defauts en profondeur. En utilisant explicitement le phenomene de l'attenuation, nous ameliorons les reconstructions actuelles. Nous avons donc commence par effectuer une etude mathematique rigoureuse de la fonction de green. Ceci nous a permis de mettre en evidence un terme exponentiellement amorti en fonction de la profondeur et d'introduire une approximation locale lineaire, au domaine de validite plus etendu que l'approximation de born forte. Une premiere methode d'inversion, tenant compte de l'attenuation, de nature recursive et geometrique a ete mise en place pour un maillage avec une seule colonne. Ses resultats sont excellents. Toutefois, sa generalisation naturelle a un maillage avec plusieurs colonnes echoue a cause du caractere mal pose du probleme. Pour realiser l'inversion des donnees dans le cas d'un maillage a plusieurs colonnes, nous enumerons tous les defauts possibles de la premiere ligne (l'ensemble des defauts des lignes situees au-dela est considere en un seul bloc, appele goutte). Nous selectionnons ceux qui sont compatibles avec les donnees. Pour chacun de ces candidats, nous enumerons les defauts possibles de la seconde ligne puis nous calculons la goutte determinee par les defauts des lignes 3, 4, et nous recommencons jusqu'a la derniere ligne du maillage. Des simulations numeriques ont ete effectuees afin de montrer que meme les defauts avec une composante en profondeur sont parfaitement reconstruits a l'aide de cette methode, dont la complexite algorithmique est satisfaisante.

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Le, Diraison Yohan. "Imagerie à courants de Foucault pour l’évaluation non-destructive de structures rivetées aéronautiques." Cachan, Ecole normale supérieure, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00421940/fr/.

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Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont permis le développement d’imageurs à courants de Foucault (ICF) intégrés et innovateurs utilisant un procédé magnéto-optique pour la mesure directe haute résolution de champ magnétique. Les ICF sont destinés à l’évaluation non-destructive des joints rivetés sur des structures aéronautiques et permettront la caractérisation avancée de ces structures. Les images fournies par l’ICF de laboratoire utilisé durant cette thèse et appliqué à l’inspection de rivets fissurés présentent des informations utiles pour la caractérisation des rivets. Ces images nécessitent des traitements par des algorithmes d’amélioration de la visualisation des fissures afin de mener à bien ces caractérisations. Ces algorithmes basés sur des analyses en composantes principales (ACP) ont été développés et leurs performances quantifiées. A partir de ces données traitées, des processus de caractérisation de rivets, c’est à dire la détection de fissures et leur classification en termes de longueur et profondeur, ont été proposés. Ces traitements donnent de bons résultats et permettent de localiser assez précisément des fissures enfouies dans les plaques de métal rivetées. Cette étude est particulièrement encourageante car elle permettra par la suite d’appliquer des algorithmes d’inversion afin de reconstruire les défauts détectés
An eddy current imager (ECI) based on a magneto-optical concept for the high resolution direct magnetic field visualization was developed. This device is mainly intended to the non-destructive evaluation of aeronautical riveted lap joints. Firstly, the optimization of the ECI components was carried out thanks to 3D finite element computations and experimentation. Its complete characterization was also made. Secondly, the study of the ECI measurements was made, thanks to a laboratory made lap joints mock-up featuring defects buried down to 8mm and placed side by side the rivets. This study underline the requirement of an algorithm which enable the enhancement of defect visualization compare to the rivets. This method, based on the principal component analysis, was developed and several modes were defined and evaluated for the visualization of buried defects, potentially oriented around the rivets. Finally, two algorithms based on the maximum likelihood was studied in order to obtain an automatic detection and characterization of buried defects. That algorithms give good results and allow the localization of buried defects with 80% probability. The whole study enabled the development of a new ECI prototype destined to in situ controls. Its performances are better than the prototype used in this thesis

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Clauzon, Thierry. "Caractérisation des défauts profonds par courants de Foucault pulsés dans les matériaux amagnétiques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0002.

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Abstract:

Les exigences au niveau de la qualité des produits et en matière de protection des biens et des personnes deviennent de plus en plus contraignantes dans le secteur industriel et expliquent l'importance croissante du contrôle non destructif. De plus, dans les applications industrielles destinées au contrôle des structures, les objectifs poursuivis sont bien sur la détection de défauts, mais aussi leur caractérisation afin d'intégrer les méthodes de C. N. D dans une stratégie de maintenance pour en réduire les coûts. Parmi les méthodes utilisées, les courants de Foucault sont appelés à occuper une place de plus en plus grande. Mais l'augmentation des exigences met en défaut les méthodes de développement classique. En s'appuyant sur le contrôle des assemblages rivetés des voilures d'avion, ce travail a pour objet de définir une stratégie de caractérisation des défauts à l'aide de courants de Foucault pulsés. La caractérisation est rendue difficile compte tenu du nombre de paramètres mis en jeu, de la mauvaise connaissance des propriétés physiques des matériaux sous contrôle et des faibles niveaux de mesure. La caractérisation se fait à partir de l'analyse de la réponse impulsionnelle du système obtenue par déconvolution numérique. En utilisant des outils de modélisation 2D, une étude paramétrique a été réalisée. Elle a permis de dégager plusieurs configurations permettant une caractérisation partielle ou totale des caractéristiques des défauts et cela, avec un niveau de précision performant, compte tenu de la complexité du problème étudié. Un dispositif expérimental a et développé et réalisé pour approuver les différents résultats issus de la simulation. La conformité entre les essais et la simulation a permis la validation des choix réalisés.

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Fabre, Bernard. "Controle d'une eolienne darrieus par un convertisseur mecano-thermique a courants de foucault." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066177.

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Abstract:

L'association d'une eolienne a axe vertical (darrieus) a pales droites et d'un convertisseur mecano-thermique a courants de foucault constitue le systeme de chauffage eolien etudie. La definition et la mise au point du convertisseur sont suivies de la description et du controle en vibrations de l'eolienne. La courbe du coefficient de puissance aerodynamique, cp, en fonction du rapport de vitesse specifique, vs, est obtenue par une methode inedite; en milieu naturel, a frequence de rotation variable et sans critere de stabilite, par une correction inertielle et un traitement statistique par classe de vs. La dispersion due aux ecarts de mesure de la vitesse du vent est attenuee grace au traitement suivi du mixage de plusieurs sequences de mesures obtenues sur des plages juxtaposees de vs; l'histogramme des valeurs de vs doit etre large et plat. La position relative stator-rotor du convertisseur constitue le parametre independant dont la commande permet, par son asservissement a la frequence de rotation n, le controle du systeme eolien; a la recherche de l'energie thermique maximale par vent modere et en imposant une limitation de frequence de rotation par vent fort. Le controle uniquement fonction de n n'est optimal que pour un vent stationnaire, controle statique mais nous montrons qu'il permet de recuperer en moyenne 95% de l'energie que donnerait un controle optimal dynamique. La limitation de frequence est obtenue, quelles que soient les conditions de vent, avec le convertisseur de rapport de puissances crete/nominal egal a 1,5. Le fonctionnement autonome est assure par une console de commande a microprocesseur permettant la surveillance du vent, le demarrage, le controle optimal, la limitation de frequence et tous les tests de securite necessaires a la sauvegarde du systeme eolien

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WOLF, SYLVIE. "Homogeneisation et etude numerique d'un probleme de courants de foucault dans un transformateur." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066518.

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Abstract:

Le but de ce travail est l'etude des courants de foucault qui se developpent a l'interieur d'un transformateur constitue par l'enroulement de deux feuilles fines, l'une conductrice l'autre isolante, en forme de cylindre. Le probleme conduit a l'homogeneisation des equations de maxwell en regime harmonique dans une telle structure feuilletee. Dans la premiere partie on montre que les courants limites obeissent a une loi d'ohm modifiee dans un milieu de conductivite moyenne et de plus sont a composante radiale nulle. La deuxieme partie est consacree a l'etude numerique du probleme homogeneise. On utilise une methode d'elements finis conformes adaptee. Le systeme matriciel obtenu est resolu par une methode iterative de type gradient conjugue. Les resultats numeriques mettent en evidence un effet de peau

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Wolf, Sylvie. "Homogénéisation et étude numérique d'un problème de courants de Foucault dans un transformateur." Grenoble : ANRT, 1989. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37593890s.

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Fabre, Bernard. "Contrôle d'une éolienne Darrieus par un convertisseur mécano-thermique à courants de Foucault." Grenoble : ANRT, 1989. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37593896v.

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Ren, Xiaotao. "Modélisation semi-analytique des pertes par courants de Foucault dans les matériaux composites." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS159/document.

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Abstract:

L'emploi de matériaux composites dans le domaine du Génie Electrique est actuellement un sujet de recherche en plein essor, notamment pour des considérations d’économie d'énergie. Les composites magnétiques doux (SMC - Soft Magnetic Composites) intègrent les propriétés de leurs différents constituants. Ils sont conçus pour présenter une perméabilité élevée et avoir une faible densité de pertes par courants de Foucault (EC - Eddy Current) par comparaison aux structures plus classiques comme l'acier laminé. Néanmoins, la détermination des propriétés électromagnétiques des SMC n’est pas aisée. Une approche classique est d’appliquer les outils numériques tels que la méthode des éléments finis (FEM - Finite Element Method) pour obtenir une description complète du SMC. Cependant, la microstructure doit être finement maillée, ce qui représente un fardeau numérique significatif et des instabilités dans l'approche par FEM. Pour surmonter cette restriction, les méthodes d'homogénéisation semi-analytiques sont appliquées. Ce travail consiste d'abord à développer un modèle de perméabilité complexe pour SMC. La perméabilité magnétique et les pertes EC sont intégrées respectivement comme les parties réelle et imaginaire de la perméabilité complexe. La perméabilité magnétique effective macroscopique peut s’obtenir par des estimations classiques en homogénéisation. Une détermination correcte de la perméabilité effective, i.e. la partie réelle de la perméabilité complexe, est cruciale pour une estimation précise de pertes EC. Les formules de pertes EC sont dérivées pour des SMC à microstructure périodique dans les cas 2D et 3D. En outre, différentes approches s’appuyant sur différentes moyennes du champ magnétique permettent d’obtenir des limites inférieures et supérieures pour l’estimation des pertes EC dans les SMC. La perméabilité complexe ainsi obtenue est ensuite appliquée à une structure de transformateur. Le champ magnétique et la répartition des pertes EC peuvent être obtenus sur le transformateur équivalent (homogénéisé). Les résultats sont comparés aux calculs en champ complet du transformateur hétérogène. Un bon accord est observé. Enfin, on étudie l'effet des contraintes mécaniques sur la perméabilité magnétique et les pertes EC des SMC, ce qui conduit à une formule couplée de la densité de pertes EC en fonction de la contrainte macroscopique et du champ magnétique
Composite materials have been widely used in Electrical Engineering, and they have stimulated a growing number of scientific research, especially when it comes to energy savings. Soft Magnetic Composites (SMC) incorporate the attributes of different constituents. They can be designed to exhibit high permeability and to dissipate low Eddy Current (EC) losses compared to more conventional structures such as laminated steel. Nevertheless, electromagnetic properties of SMC are not easily determined. Numerical tools such as finite element method (FEM) are usually employed to provide a full-field description of SMC. As the microstructure has to be finely meshed, it brings significant numerical burden and instabilities. To overcome this restriction, semi-analytical homogenization methods are adapted and applied here. They consist in developing a complex permeability model. In the complex permeability model for SMC, the static magnetic permeability and EC losses are integrated respectively as the real and imaginary part of the complex permeability. Classical estimates are applied to determine the macroscopic effective magnetic permeability. A correct determination of the effective permeability, i.e. the real part of the complex permeability, is crucial for the estimate of EC losses. EC losses formulas are derived for SMC with periodic microstructure in 2D and 3D cases. Furthermore, different approaches of field averaging are employed to obtain lower and upper bounds on the EC losses in SMC. The complex permeability model is then applied to analyze a transformer structure. The magnetic field and EC losses distribution can be obtained on the equivalent homogenized transformer. The results are compared to the full-field calculations on the heterogeneous transformer. A good consistency is observed. Finally, the effect of mechanical stress on the magnetic permeability and loss property of SMC is studied, which leads to a coupled formula of EC loss density as a function of macroscopic stress and magnetic field

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Madaoui, Nadia. "Conception et modélisation d'un dispositif expérimental pour la reconstruction tomographique d'images 3D par courants de Foucault." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112192.

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Abstract:

Dans le cadre de l'évaluation non destructive, les méthodes de reconstruction tomographique d'images par courants de Foucault consistent a reconstruire la structure interne d'un milieu conducteur par l'intermédiaire d'une de ses propriétés caractéristiques. Le travail de thèse concerne les matériaux conducteurs plans, isotropes et non ferromagnétiques. Il consiste a concevoir un dispositif expérimental répondant aux contraintes inhérentes a un procède de reconstruction d'images 3d, a savoir un capteur modélisable et permettant de recueillir une carte du champ de perturbation : les fonctions excitation et détection sont alors découplées. Lors de la modélisation du dispositif (résolution du problème direct), nous avons établi un premier modèle qui calcul le champ a l'intérieur du matériau sain (sans défaut). Il permet d'étudier le comportement du capteur et d'en régler les paramètres. Le modèle direct proprement dit est base sur deux équations intégrales couplées résolues par le formalisme des fonctions de green. La méthode choisie pour le calcul de ces dernières permet de généraliser ce modèle a des géométries planes multicouches. En développant ce modèle pour différentes directions des courants induits, nous montrons que la cartographie du champ mesure varie en fonction de la direction choisie. Ainsi l'information contenue dans les mesures dépend de l'orientation de l'onde d'excitation par rapport a l'objet a reconstruire. Cela nous a amene a concevoir un nouveau dispositif d'excitation dont l'intérêt est sa capacité a générer des courants induits orientables et ainsi d'augmenter l'information quant a la géométrie et l'orientation du défaut. L'originalité de ce travail réside essentiellement dans ce nouvel excitateur et son modèle associe, capable de tenir compte et de combiner les différentes directions du courant. En effet, nous montrons que cette technique permet d'améliorer, in fine, la qualité de l'image 3d de défauts de surface reconstruits.

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Cung, Thành Long. "Évaluation non-destructive quantitative de structures aéronautiques par la méthode des courants de Foucault." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749648.

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Abstract:

La méthode des courants de Foucault (CF) est très largement utilisée en milieu industriel pour l'évaluation non destructive (END) de pièces ou de structures électriquement conductrices, parce qu'elle est sensible, robuste peu couteuse et non polluante. Toutefois, dans le cas général, l'évaluation quantitative des paramètres caractéristiques d'une structure est un problème difficile, d'une part parce que les données CF disponibles sont généralement incomplètes, d'autre part parce qu'il est nécessaire de faire appel à des modèle numériques élaborés pour rendre compte des interactions sonde / structure, et enfin, parce que le problème inverse consistant à estimer les paramètres de la structure à partir de la connaissance des interactions physiques et des données CF disponibles est " mal posé ".Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème particulier de l'évaluation de jeux entre pièces dans un assemblage métallique. Pour contourner les difficultés liées à la mise en oeuvre de l'évaluation quantitative par CF, nous avons choisi de placer nos travaux dans un cadre multifréquence afin d'enrichir les données d'observation fournies par la sonde, et d'adopter une démarche consistant à élaborer des modèles comportementaux issus de l'analyse statistique des interactions sonde / structure. Partant de l'analyse de l'effet d'un jeu apparaissant entre les plaques d'un assemblage de plaques d'aluminium sur la variation de l'impédance normalisée de la sonde, menée expérimentalement et par simulations à l'aide de codes éléments finis, nous avons tout d'abord bâti un modèle comportemental approché d'interactions reposant sur la linéarité de la relation observée dans une bande de fréquences d'examen liée aux dimensions de la structure étudiée. Dans ce cadre, nous avons proposé, implanté et discuté des performances de plusieurs algorithmes de résolution du problème inverse, permettant d'estimer le jeu entre pièces et l'épaisseur de la pièce " cachée " de l'assemblage. Ensuite, nous avons étendu l'approche proposée à l'aide de réseaux de neurones artificiels, puis appliqué la méthode comportementale proposée à un second problème : celui de la caractérisation de fissures de fatigue réelles dans des pièces massives. Les résultats obtenus inclinent à considérer que la démarche proposée est généralisable à d'autres configurations en END par CF.

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Chetangny, Patrice Koffi. "Calcul des pertes magnétiques par courants de Foucault dans les aimants permanents des MSAP." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2017. http://www.theses.fr/2017UBFCD026.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse s’inscrit dans le cadre de différents programmes de recherches sur la modélisation et la conception des machines synchrones à aimants permanents, pour des applications de transports terrestres. En effet, la tendance actuelle, que ce soit dans la traction ferroviaire, ou dans les véhicules électriques et/ou hybrides électriques, est d’utiliser de tels moteurs pour leurs grandes performances massiques et leur bon rendement. Cette tendance est également observable dans les grandes éoliennes à attaque directe. Toutefois, un inconvénient de ces machines est l’existence de pertes pouvant être importantes dans les aimants permanents. Ces pertes sont d’une part à l’origine d’une dégradation du rendement, mais elles peuvent aussi être à l’origine d’échauffements excessifs des aimants, avec des risques de désaimantation d’une part et des risques de décollement d’autre part. Dans ce contexte, l’objectif de notre travail de thèse a été d’établir de nouveaux modèles, plus précis, des pertes par courants de Foucault dans les aimants. Les modèles utilisés actuellement sont généralement des modèles bidimensionnels qui ignorent donc le fait que les courants de Foucault ont une répartition tridimensionnelle dans les aimants. Afin de valider le modèle développé, une maquette expérimentale a été mise en place. Dans un premier temps, le modèle de calcul des pertes par courants induits dans les pièces massives a été validé en utilisant une approche qui combine les résultats expérimentaux et ceux calculés analytiquement et numériquement. Ensuite différentes grandeurs globales et locales issues du modèle analytique ont été comparées aux éléments finis aussi bien en 2D qu'en 3D de même qu'aux mesures expérimentales. Les modèles et méthodes de calcul et de mesures proposés pourront être efficacement utilisés ultérieurement pour estimer les pertes par courants induits dans les aimants permanents de moteurs synchrone à aimants
The work presented in this thesis is part of various research programs on the modeling and design of permanent magnet synchronous machines for land transport applications. Indeed, the current trend, whether in railway traction, or in electric and / or hybrid electric vehicles, is to use such engines for their high mass performance and good efficiency. This trend is also observable in large direct-attack wind turbines. However, one disadvantage of these machines is the existence of significant losses in the permanent magnets. These losses can cause a deterioration in efficiency, and also be the cause of excessive heating of the magnets, with risks of demagnetization and risks of. In this context, the aim of our thesis work was to establish new, more accurate models of eddy current losses in magnets. The models currently used are generally two-dimensional models which therefore ignore the three-dimensional distribution of eddy currents in the magnets. In order to validate the model developed, we set up an experimental test bench. In a first step, the calculation of induced current losses in massive pieces was validated using an approach that combines the experimental results with those calculated analytically and numerically. Then, different global and local quantities from the analytical model were compared to the finite elements in both 2D and 3D as well as experimental measurements. The models and methods of computation and measurements proposed can be effectively used later to estimate eddy current losses in the permanent magnets of synchronous magnet motors

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Aknin, Patrice. "Algorithmes iteratifs pour l'inversion d'un modele non lineaire de multicapteur a courants de foucault." Paris 11, 1990. http://www.theses.fr/1990PA112133.

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Abstract:

Ce memoire presente une structure multicapteur qui permet l'obtention d'images de profils metalliques a une dimension. Cependant son manque de resolution laterale et sa forte non-linearite verticale obligent a concevoir un traitement specifique de restauration des images qui en sont issue. Afin de permettre de cette inversion, la modelisation du capteur est necessaire. Grace a une demarche originale, intermediaire entre une approche de connaissance et de representation,un modele lineaire local est etabli. Son extension, basee sur des remarques physiques, conduit a une modelisation non lineaire complete et sa validation finale est obtenue apres un ajustement fin de ses parametres. Les deux derniers chapitres traitent des algorithmes d'inversion parametriques ou non parametriques. Concernant l'approche parametrique, deux methodes sont presentees. La premiere considere le capteur comme une boite noire et conduit a son identification complete a partir d'un ensemble de couples (parametres d'entree, observation). La seconde est une methode du hessien approche et utilise le modele non lineaire etabli precedemment. Concernant l'approche non parametrique, des methodes d'inversion generalisees sont citees, mais leur mauvais comportement vis-a-vis de donnees bruitees nous ont amene a elaborer une methode sequentielle originale denommee methode avec contraintes sur operateur equivalent. Celle-ci utilise une serie de coefficients de reinjection choisie pour obtenir la meilleure approximation de l'estimateur lineaire a variance minimale (filtre de wiener dans le cas stationnaire). L'analyse theorique des performances de ce schema sequentiel est menee dans le cas d'un operateur lineaire, mais nous montrons qu'elle s'applique a des systemes dont la relation entree sortie se presente sous forme localement lineaire

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Attaoui, Pascale. "Analyse d'images obtenues par balayage de surface avec un capteur ponctuel courants de Foucault." Gif-sur-Yvette : Commissariat à l'énergie atomique, 1994. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35748414t.

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Marthouret, Frank. "Développement de modèles dynamiques comportementaux de circuits magnétiques : prise en compte de l’hystérésis et de la géométrie." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0098.

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Abstract:

L'électronique de puissance, en apportant des sollicitations nouvelles aux machines électriques, nécessite le développement d'outils adaptés à la description des phénomènes. En particulier le comportement dynamique des circuits magnétiques est décrit de façon incomplète par des modèles de type schéma équivalent A partir d'un modèle comportemental original établi au CEG EL Y avec des hypothèses restrictives sur la géométrie, nous avons proposé des développements élargissant le domaine de validité aux régimes transitoires rapides et à des géométries plus complexes. Nous avons dans un premier temps intégré le modèle d'hystérésis de Preisach en pas de temps dans le logiciel contenant le modèle de représentation de circuit magnétique. Pour cela, nous avons développé une gestion de l'histoire du matériau adaptée aux exigences d'une résolution d'équation différentielles par différentiation rétrograde. Cet outil nous a permis d'établir le domaine de validité et de mettre en évidence des écarts importants pour les faibles niveaux d'amplitude de l'excitation. Ces écarts, attribués au modèle de Preisach, ont nécessité la mise en œuvre de techniques de compensation pour réduire les erreurs dues au modèle statique. Nous avons réalisé une étude fréquentielle à partir de ce nouveau modèle. Afin d'améliorer la description des transitoires rapides, nous avons effectué une analyse des phénomènes physiques et proposé deux approches différentes remettant en cause les hypothèses d'homogénéité du modèle initial. Ces deux techniques, qui fournissent approximativement les mêmes résultats, ont permis d'élargir de façon significative ces limites fréquentielles du modèle. Par ailleurs, pour pouvoir décrire un plus grand nombre d'applications, il a été nécessaire de dépasser les hypothèses géométriques restrictives du modèle initial. La définition d'un tube de flux ouvert et de règles d'assemblage apporte une solution à ce problème. L'introduction de l'ensemble de ces travaux dans un logiciel de simulation orientée "circuits" permet à présent de décrire de façon satisfaisante des applications industrielles
Modelling of the properties of magnetic circuits needs to take into account hysteresis, dynamical phenomena, and the geometry of the magnetic circuit. A behavioural model has been developed in the CEGELY. This model takes into account hysteresis and dynamic phenomena but is limited to simple geometries such as toroid circuits. In despite of good performances, this model presents important shortcomings in the context of electro technology. We propose new improvements of the model in order to increase its performances and which allow to take into account more complex geometries. In a first time, we have developed a step by step programmation of the Preisach model, model used to generate static hysteresis loops. The Preisach model has been improved in order to predict accurately magnetic characteristics at low peak flux density. In a second time, we have introduced a more realistic representation of the magnetic field inside the magnetic circuit. Hence, electrical and magnetic characteristics are predicted with a good accuracy, even in the case of fast transient operations. In a third time, we have studied the case of complex geometries. The magnetic circuit is divided into elementary circuits and the resulting model predicts the magnetic and electrical behaviour of geometries involving several limbs. The simulated results obtained agree satisfactorily with the experimental data. This study offers new prospect for the optimisation of industrial applications, by the use of an accurate and fast behavioural model of magnetic circuits

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Ba, Abdoulaye. "Développement d’une plateforme de modélisation multi-physique et multi-échelle des techniques de CND des matériaux composites stratifiés par les techniques des courants de Foucault et de thermographie inductive." Thesis, Nantes, 2021. http://www.theses.fr/2021NANT4001.

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Abstract:

À différents stades du cycle de vie du matériau composite, les méthodes de Contrôles Non Destructifs (CND) permettent de caractériser son état d’intégrité. Elles jouent un rôle indispensable dans le contrôle de la qualité et dans la gestion des risques. Les principales exigences du CND sont la capacité de détecter et de discriminer les défauts de différentes natures, le dimensionnement précis des défauts, l’inspection et l’interprétation rapide et fiable, la capacité d’inspection des structures de formes complexes. En regard à ces besoins, les matériaux composites de natures très complexes (hétérogénéité, anisotropie forte et multi-couches) posent encore des problèmes pour les méthodes actuelles de CND. Les travaux présentés dans cette thèse s’inscrivent dans le cadre du projet européen NDTonAIR et portent sur le développement d’une plateforme de modélisation multi-physique et multi-échelle pour le CND des matériaux composites à fibres de carbone par les techniques des courants de Foucault et thermographie inductive. Ils visent à améliorer les codes de calcul par éléments finis en 3D de l’IREENA. Le développement de tels outils de simulation se heurte à des problématiques de modélisation difficiles liées notamment à la nature complexe des structures des composites et la nécessité d’utiliser des fréquences électromagnétiques élevées (jusqu’à quelques Mégahertz) afin d’injecter suffisamment de puissance dans ces matériaux très peu conducteurs. Dans les précédents travaux à l’IREENA, le temps de calcul des simulations est important, lié à la présence de conducteurs massifs exposés à un champ électromagnétique de fréquence élevée. C’est dans cette logique que nous proposons dans ce travail de thèse, une approche par éléments finis en 3D associés aux impédances de surface avec courant et tension imposés, dans le but de réduire les temps de simulations. Les outils numériques développés, ont été validés par une confrontation des résultats de simulations avec une solution analytique. Ils permettent aussi de concevoir un inducteur massif. L’identification de l’orientation des fibres de carbone dans un composite par la technique des courants de Foucault est également exploitée dans ces travaux
At different stages in the life cycle of the composite material, Non-Destructive Testing (NDT) methods are used to characterize its state of integrity. They play a vital role in the quality control and risk management. The main requirements of NDT are the ability to detect and discriminate defects of different types, precise dimensioning of defects, fast and reliable inspection and interpretation, and the ability to inspect structures of complex shapes. With regard to these requirements, composite materials of a very complex nature (heterogeneity, strong anisotropy and multi-layers) still pose problems for actual NDT methods. The work presented in this thesis is part of the European project NDTonAIR and deal with the development of a multi-physic and multi-scale modelling platform for the NDT of carbon fibers composite materials using eddy currents and induction thermography techniques. They aim to improve IREENA's 3D numerical software. The development of such simulation tools comes up against difficult modelling problems linked in particular to the complex nature of composite structures and the need to use high electromagnetic frequencies (up to a few MegaHertz) in order to induce sufficient power into these very low conducting materials. In previous work at IREENA, the simulation time was important, linked to the presence of massive conductors exposed to a high frequency electromagnetic field. It is in this context that we propose in this work, a 3D finite element method associated with surface impedance boundary condition with imposed current and voltage, in order to reduce the simulation times. The implemented simulation tools have been validated by comparisons with an analytical solution. They also make possible the design of a massive coil. The identification of the orientation of carbon fibers in a composite plate using eddy current technique is also investigated in this work

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Zorni, Chiara. "Contrôle non destructif par courants de Foucault de milieux ferromagnétiques : De l'expérience au modèle d'interaction." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00681790.

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Abstract:

La problématique étudiée est le contrôle non destructif par courants de Foucault de matériaux ferromagnétiques à l'aide d'un capteur à magnétorésistance géante (GMR). Durant ces travaux deux aspects complémentaires ont été abordés : l'un concerne la mesure expérimentale pour essayer de quantifier et de s'affranchir du bruit de structure et du champ magnétique rémanent, l'autre le développement d'un modèle numérique d'interaction. En ce qui concerne la partie expérimentale plusieurs études avec un capteur GMR qui présente un intérêt particulier en raison de sa bonne sensibilité à basses fréquences, de sa dynamique et de la relative simplicité de mise en œuvre ont été conduites et ont permis d'identifier et quantifier les phénomènes d'artefacts spécifiques aux matériaux ferromagnétiques : le bruit de structure et le champ magnétique rémanent. Une solution basée sur une combinaison linéaire des données expérimentales obtenues à plusieurs fréquences est appliquée pour atténuer le bruit dû à la structure du matériau. Le champ magnétique rémanent a été analysé expérimentalement et un circuit d'asservissement permettant de fixer un point de polarisation dans la zone de fonctionnement linéaire de la GMR et ainsi d'atténuer les perturbations dues aux champs magnétiques rémanents est mis en place. En parallèle et dans l'optique de développer des outils de simulation permettant de mieux comprendre les phénomènes physiques et ainsi d'optimiser les procédés de contrôle, un modèle numérique d'interaction simulant le cas du contrôle d'une pièce plane ferromagnétique d'une ou plusieurs couches pouvant contenir un ou plusieurs défauts est développé. Il étend un modèle déjà existant dans un cas non-ferromagnétique déjà intégré dans la plateforme de simulation CIVA développé par le CEA-LIST et permettant la simulation du Contrôle Non Destructif par Courants de Foucault. Il est basé sur une méthode d'intégrales de volume (VIM) et l'utilisation des tenseurs ou dyades de Green. La solution est obtenue après la discrétisation du volume de calcul et l'application d'une variante de Galerkin de la Méthode des Moments (MoM). La réponse de la sonde est ensuite calculée en appliquant le théorème de réciprocité de Lorentz. Des collaborations avec deux laboratoires universitaires (le Laboratoire de Génie Électrique de Paris (LGEP) et l'Université de Cassino (Italie)) ont permis de comparer les résultats issus des trois différents modèles sur un cas de la littérature. Les résultats se sont révélés satisfaisants et plusieurs études de convergence ont permis d'analyser la stabilité du modèle.

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Zorni, Chiara. "Contrôle non destructif par courants de Foucault de milieux ferromagnétiques : de l’expérience au modèle d’interaction." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112031/document.

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Abstract:

La problématique étudiée est le contrôle non destructif par courants de Foucault de matériaux ferromagnétiques à l’aide d’un capteur à magnétorésistance géante (GMR). Durant ces travaux deux aspects complémentaires ont été abordés : l’un concerne la mesure expérimentale pour essayer de quantifier et de s’affranchir du bruit de structure et du champ magnétique rémanent, l’autre le développement d’un modèle numérique d’interaction. En ce qui concerne la partie expérimentale plusieurs études avec un capteur GMR qui présente un intérêt particulier en raison de sa bonne sensibilité à basses fréquences, de sa dynamique et de la relative simplicité de mise en œuvre ont été conduites et ont permis d’identifier et quantifier les phénomènes d’artefacts spécifiques aux matériaux ferromagnétiques : le bruit de structure et le champ magnétique rémanent. Une solution basée sur une combinaison linéaire des données expérimentales obtenues à plusieurs fréquences est appliquée pour atténuer le bruit dû à la structure du matériau. Le champ magnétique rémanent a été analysé expérimentalement et un circuit d’asservissement permettant de fixer un point de polarisation dans la zone de fonctionnement linéaire de la GMR et ainsi d’atténuer les perturbations dues aux champs magnétiques rémanents est mis en place. En parallèle et dans l’optique de développer des outils de simulation permettant de mieux comprendre les phénomènes physiques et ainsi d’optimiser les procédés de contrôle, un modèle numérique d’interaction simulant le cas du contrôle d’une pièce plane ferromagnétique d’une ou plusieurs couches pouvant contenir un ou plusieurs défauts est développé. Il étend un modèle déjà existant dans un cas non-ferromagnétique déjà intégré dans la plateforme de simulation CIVA développé par le CEA-LIST et permettant la simulation du Contrôle Non Destructif par Courants de Foucault. Il est basé sur une méthode d’intégrales de volume (VIM) et l’utilisation des tenseurs ou dyades de Green. La solution est obtenue après la discrétisation du volume de calcul et l’application d’une variante de Galerkin de la Méthode des Moments (MoM). La réponse de la sonde est ensuite calculée en appliquant le théorème de réciprocité de Lorentz. Des collaborations avec deux laboratoires universitaires (le Laboratoire de Génie Électrique de Paris (LGEP) et l’Université de Cassino (Italie)) ont permis de comparer les résultats issus des trois différents modèles sur un cas de la littérature. Les résultats se sont révélés satisfaisants et plusieurs études de convergence ont permis d’analyser la stabilité du modèle
The aim of this work is the eddy-current testing (ECT) of ferromagnetic materials within magnetic sensors, such as Giant Magneto-Resistances (GMR). Two complementary aspects have been studied. Experimental measurements have been carried out in order to quantify and minimize the noise coming from the materials structure and residual magnetization. On the other hand, a model has been developed in order to be able to simulate the electromagnetic interactions between a ferromagnetic specimen and the EC probe. The GMR sensors are characterized by high sensitivity at low frequency, large dynamic range and are relatively easy to implement. The studies carried out during this thesis allowed us to identify and analyse the “ghost signals” due to magnetic materials. In order to minimize the noise coming from the materials structure, a linear multi-frequencies combination of experimental signals has been employed successfully and the detection of buried flaws has been improved. The residual magnetization in ferromagnetic materials has been experimentally analyzed and an electronic system has been realized to fix the polarisation point of the sensor in the linear response zone of the GMR. Thus, disturbances caused by residual magnetization are successfully reduced. Beside, in order to develop simulation tools aiming at improving the understanding of experimental signals and optimizing the performances of ECT procedures, a model has been developed to simulate the ECT of planar, stratified and ferromagnetic materials affected with multiple flaws. CEA developed for many years semi-analytical models embedded into the simulation platform CIVA dedicated to non-destructive testing. Following a previous work carried out at the laboratory and already integrated in the simulation platform CIVA, developed at CEA-LIST, the new model extends CIVA functionalities to the ferromagnetic planar case. Simulation results are obtained through the application of the Volume Integral Method (VIM) which involves the dyadic Green’s functions. Two coupled integral equations have to be solved and the numerical resolution of the system is carried out using the classical Galerkin variant of the Method of Moments (MoM). Finally, the probe response is calculated by application of the Lorentz reciprocity theorem. A collaboration with the University of Cassino (Italy) and Laboratoire de Génie Electrique de Paris (France) allowed us to compare the three models on experimental and numerical results from literature. Results showed a good agreement between the three models and the model stability has been analyzed

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Zitouni, Adel. "Modélisation et conception d'un capteur à courants de Foucault intelligent pour l'identification de canalisations enterrées." Reims, 2006. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000353.pdf.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous présentons la modélisation et la réalisation d'un capteur à courants de Foucault basé sur le principe de la balance d'induction. L'objectif de ce détecteur est la localisation et l'identification de canalisations enterrées sans fouille. Nous avons défini un code pour chaque type de canalisation, et la reconnaissance du code entraîne l'identification de la canalisation. Nous appelons code une succession de motifs conducteurs, la longueur et les espaces entre ces motifs varient d'un code à un autre. Notre détecteur comprend une bobine d'émission qui génère un champ électromagnétique, et des bobines réceptrices captant le champ réfléchi créé par les courants de Foucault induits dans les motifs conducteurs du code. Une mesure du déphasage par détection synchrone permet l'obtention d'un signal représentatif des motifs du code. Cette mesure est ensuite conditionnée grâce à une étape de filtrage et débruitage par séparation de sources afin d'éliminer la présence d'un éventuel objet conducteur aux alentours. L'analyse de données permet le calcul des paramètres pertinents pour effectuer la classification. Nous avons ajouté un nouveau système de codage compatible et complémentaire à l'ancien, ainsi que des classifieurs assurant son identification tels que : la distance transformée, DTW (Dynamic Time Warping) et la reconnaissance structurelle. Nous avons également ajouté trois classifieurs pour le premier système de codage, basés sur les K plus proches voisins, la distance de Mahalanobis et les fonctions à base radiale RBF pour renforcer le système de reconnaissance. Une combinaison des résultats des différents classifieurs par une méthode de fusion de données permet d'obtenir une bonne fiabilité du système. Dans la dernière partie, nous présentons les nombreuses perspectives de développement dont la principale repose sur l'utilisation de cibles magnétiques comme motifs de code
In this thesis, we present the modeling of an eddy current sensor based on the induction balance principle. The objective of this detector is the localization and the identification of buried pipes without excavation. We have defines a tag for each pipe type, and the recognition of the tag involves the identification of the pipe. We call tag a succession of conductive elements, the length and spaces between these elements vary from a tag to another. Our detector includes an emitting coil which generates an electromagnetic field, and receiving coils collect the reflected field created by the eddy current in the conductive elements of the tag. A measurement of dephasing by lock-in detection allows obtaining a signal representative of the tag elements. This measurement is then conditioned thanks to a stage of filtering and denoising per Blind Source Separation (BSS) in order to eliminate the presence of an eventual conductive object in the neighbourhoods. The data analysis allows the calculation of the pertinent parameters to carry out classification. We added a new coding system compatible and complementary to the old one, as well as classifiers ensuring his identification such as: the transformation distance, DTW (Dynamic Time Warping) and the structural recognition. We added three classifiers for the first coding system, based on K near neighbourhood, the Mahalanobis distance and the Radial Basis Function (RBF) to reinforce the recognition system. A combination of the various classifiers results by a method of data fusion makes it possible to obtain a good reliability of the system. In the last part, we present the many development prospects whose principal one rests on the use of magnetic targets like tag elements

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Qendro, Fatos. "Automatisation du contrôle non destructif par courants de Foucault, amélioration du rapport signal sur bruit." Compiègne, 1989. http://www.theses.fr/1989COMPD183.

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Abstract:

Ce travail présente une contribution à la classification automatique de défauts lors du contrôle par courants de Foucault du fil de cuivre. Après avoir étudié la possibilité d'une telle classification il est déduit que l'amélioration du rapport signal sur bruit est une étape indispensable pour la réussite de cette classification. Plusieurs méthodes de filtrage adaptatif ont été testées et une méthode d'interpolation adaptative a été développée. Cette méthode peut être appliquée avec succès à l'amélioration du rapport signal sur bruit dans le cas des signaux impulsionnels noyés dans un bruit stationnaire à bande étroite, modélisable par un modèle AR d'ordre fini. La méthode d'interpolation est appliquée avec succès aux signaux obtenus en contrôle non destructif par courants de Foucault de tubes de générateur de vapeur.

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Kladas, Antonios. "Contribution a la modelisation des courants de foucault dans les parties massives des systemes electromagnetiques." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066177.

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Abstract:

Simulation de l'effet de peau a frequence elevee par l'association de la methode des elements finis et de la resolution analytique de l'equation de diffusion, conduisant a l'introduction d'un macroelement conducteur. Application aux machines a c. A.

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Kladas, Antonios. "Contribution à la modélisation des courants de Foucault dans les parties massives des systèmes électromagnétiques." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606624g.

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Zitouni, Adel Nuzillard Danielle. "Modélisation et conception d'un capteur à courants de Foucault intelligent pour l'identification de canalisations enterrées." Reims : S.C.D. de l'Université, 2006. http://scdurca.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000353.pdf.

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Lesobre, Antoine. "Conception, modélisation et expérimentation de moteurs-freins intégrés à réluctance variable et à courants de Foucault." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448101.

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Abstract:

Les développements technologiques des moteurs thermiques et plus généralement des groupes moto-propulseurs vont vers une complexité de plus en plus grande et requièrent une fiabilité sans faille. Ils exigent une évolution des moyens d'essais pour une plus grande fiabilité des mesures, des essais accélérés et à coût minimal. Ainsi, les bancs d'essais sont aujourd'hui complètement automatisés. Ils permettent d'assurer le fonctionnement du moteur thermique suivant des cycles préétablis. Les bancs de charges existants sont surtout de type "statique", utilisant le principe du freinage par courants de Foucault. C'est dans ce cadre que ce travail s'insère. Il s'articule principalement autour de trois axes : * Analyse critique des freins existants. Nous avons réalise plusieurs essais sur des freins standards homopolaires (220 kW). Ces essais et les analyses effectuées nous ont ainsi permis de mettre en évidence les effets de la rémanence magnétique engendrant une traînée en couple et de proposer une alimentation et des stratégies adéquates pour minimiser ce problème. D'autre part, cela nous a permis de montrer les limites du frein et notamment du système de refroidissement actuel. * Elaboration de modèles magneto-dynamiques fiables pour une gamme de puissances allant de 5 a 750 kW. Concernant ce deuxième point, nous avons tenté de développer des modèles magnétodynamiques analytiques non-linéaires prenant en compte aussi bien la réaction magnétique d'induit que les effets 3D. Ces modèles sont validés par des calculs éléments finis et par des essais réalisés sur les freins existants. La souplesse de ces modèles nous a ainsi permis de mener des études paramétriques rapides et de proposer sur la base des résultats obtenus des méthodologies de dimensionnement des freins à courants de Foucault homopolaires. * Etude topologique, conception, réalisation et expérimentation de bancs de charge dynamiques présentant donc les deux fonctions exigées : moteur et frein. Pour ce troisième point, nous avons réalisé une étude non-exhaustive de différentes solutions possibles pour l'adjonction d'une fonction motrice aux freins actuels. La comparaison de deux topologies, intégrée et séparée, nous a montré que la première solution présentait l'avantage de minimiser les masses tournantes et les longueurs d'arbre, ce qui favorise fortement la tenue en vibrations du banc d'essais. C'est donc cette solution que nous avons retenue pour réaliser un moteur-frein intégré à réluctance variable et à courants de Foucault de conception originale. Une maquette de 24 Nm a été réalisée et des essais de validation ont montré la faisabilité et la viabilité technologique de la solution développée.

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Amato, Christine d'. "Caractérisation non destructive des fontes bainitiques (fontes "ADI") par bruit Barkhausen et courants de Foucault pulsés." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0060/these.pdf.

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Abstract:

Les remarquables propriétés mécaniques des fontes bainitiques sont liées à la microstructure obtenue après un traitement thermique de trempe étagée. Ce traitement permet d'obtenir une matrice composée d'entités de ferrite bainitique dans une matrice austénitique. Dans un premier temps nous avons élaboré une large gamme de barreaux de fontes ADI Diverses techniques ont permis de caractériser la microstructure : microscopie optique, MEB, MET, EBSD, diffraction X. Nous avons étudié deux méthodes de caractérisation non destructive basées sur les propriétés électromagnétiques du matériau : Les courants de Foucault pulsés (CFP) et le Bruit Ferromagnétique ou Bruit Barkhausen (BB). Les CFP ont été testés sur les fontes ADI en mode différentiel. Sur barreau démagnétisé et sur barreau saturé magnétiquement. Ils apportent une information globale. Les mesures en BB permettent d'obtenir une signature du traitement thermique ( température de maintien et avancement de la réaction)
The outstanding mechanical properties of Austempered Ductile Irons ( ADI ) are linked to the microstructure of the matrix obtained by subjecting a ductile iron with an appropriate composition to a heat treatment called austempering. Then, the microstructure of the matrix consists in bainitic ferrite with different volume fractions of retained austenite. A large range of ADI cast irons have been prepared and characterized by optical and electronic microscopy, X ray diffraction, EBSD. The aim of this work is to study the Magnetic Barkhausen Noise (MBN) and Pulsed Eddy Current (PEC), two electromagnetic methods as a non-destructive method for characterising the microstructure of ADI. PEC have been tested in a differential mode on demagnetised and saturated samples. Global information is obtained. BB measurements provide fingerprints of the treatment (austempering temperature and reaction progress)

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Phan, Quang Anh. "Contribution à la modélisation des courants de Foucault par la méthode des équations intégrales de frontière." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT080.

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Abstract:

Au cours des dernières décennies, la modélisation numérique des dispositifs électromagnétiques en présence de courants de Foucault a été l'objet d'un nombre important de développements reposant sur différentes formulations et méthodes numériques.La méthode des éléments de frontière ou méthode intégrale de frontière est une méthode numérique très compétitive puisque, par opposition aux approches volumiques, elle ne nécessite que la discrétisation de la frontière du domaine. Elle est toutefois limitée aux matériaux isotropes, homogènes et linéaires, ce qui est une limitation importante. Elle peut tout de même s’avérer être attractive pour certaines applications où une telle hypothèse peut être formulée.Dans le cadre de cette thèse, nous allons nous concentrer sur la modélisation du problème courants de Foucault par la méthode des équations intégrales de frontière soumis à des excitations harmoniques. Ce rapport propose une synthèse sur ces formulations notamment avec une comparaison fine des formulations présentes dans la littérature. Plusieurs nouvelles formulations sont ensuite proposées et développées, dans l’objectif de comparer la méthode des équations intégrales de frontière à d’autres méthodes numériques (méthode couplée éléments finis / équations intégrales de frontières, méthode intégrale de volume avec une condition impédance de surface)
In recent decades, the numerical modelling of electromagnetic devices in the presence of eddy currents has been the subject of a significant number of developments based on different formulations and numerical methods.Among these, integral methods are methods based on the evaluation of remote interactions of active parts via Green's kernels. They thus have the particularity of not requiring the discretization of the air region. In addition to the fact that the number of degrees of freedom to be handled only concerns active regions, these methods show good behaviour in terms of accuracy.The boundary element method is a very competitive numerical method because, unlike volume approaches, it only requires the discretization of the boundary of the domain. However, it is limited to isotropic, homogeneous and linear materials, which is an important limitation. It may still be attractive for some applications where such a hypothesis can be formulated.In this thesis, we will focus on the modeling of the eddy current problem by the method of integral boundary equations subjected to harmonic excitation. This report provides a synthesis of these formulations, including a detailed comparison of the formulations in the literature. Several new formulations are then proposed and developed, with the objective of comparing the integral boundary equations method with other numerical methods (coupled finite element - integral boundary equations method, volume integral method with a surface impedance boundary conditions)

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LESOBRE, ANTOINE. "Conception, modelisation et experimentation de moteurs-freins integres a reluctance variable et a courants de foucault." Cachan, Ecole normale supérieure, 2001. http://www.theses.fr/2001DENS0009.

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Abstract:

Les developpements technologiques des moteurs thermiques vont vers une complexite de plus en plus grande. Ils exigent des moyens d'essais fiables et a cout minimal. Ainsi, les bancs de charges existants sont surtout de type statique, utilisant le principe du freinage par courants de foucault. C'est dans ce cadre que ce travail s'insere. Il s'articule principalement autour de trois axes : ̱analyse critique des freins existants. Nous avons realise des essais sur des freins standards homopolaires (220 kw). Cela nous a ainsi permis de mettre en evidence les effets de la remanence magnetique engendrant une trainee en couple et de proposer une alimentation et des strategies adequates pour minimiser ce probleme. D'autre part, cela nous a permis de montrer les limites du frein et notamment du systeme de refroidissement actuel. ̱elaboration de modeles magneto-dynamiques fiables pour une gamme de puissances allant de 5 a 750 kw. Concernant ce deuxieme point, nous avons tente de developper des modeles magneto-dynamiques analytiques non-lineaires prenant en compte aussi bien la reaction magnetique d'induit que les effets 3d. Ces modeles sont valides par des calculs elements finis et par des essais sur les freins existants. La souplesse de ces modeles nous a ainsi permis de mener des etudes parametriques rapides et de proposer des methodologies de dimensionnement des freins a courants de foucault homopolaires. ̱etude topologique, conception, realisation et experimentation de bancs de charge dynamiques presentant donc les deux fonctions exigees : moteur et frein. Pour ce troisieme point, nous avons realise une etude non-exhaustive de differentes solutions possibles pour l'adjonction d'une fonction motrice aux freins actuels. Nous avons realise un moteur-frein integre a reluctance variable et a courants de foucault de conception originale. Une maquette de 24 nm a ete realisee et des essais de validation ont montre la viabilite technologique de la solution developpee.

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Jelassi, Faten. "Méthodes de Schwarz pour les problèmes extérieurs : application au calcul des courants de Foucault en électrotechnique." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30209.

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Abstract:

Appliquer les équations intégrales requiert de connaître la fonction de Green correspondante, qui est très souvent difficile à obtenir. Les coupler avec des méthodes variationnelles permet leur généralisation à une large classe de problèmes aux limites. L'idée clé est de tronquer le domaine de calcul par une frontière fictive sur laquelle une condition artificielle exacte est exprimée, via une représentation intégrale. Dans cette thèse, nous nous penchons sur les moyens de traiter numériquement cette condition de transparence non locale à l'aide de techniques itératives de splitting, qui permet de résoudre, à chaque étape, un problème avec des conditions aux limites locales et standards. Nous donnons de l'algorithme une interprétation comme une méthode de Schwarz, avec une modification adaptée aux domaines extérieurs. Au moyen d'outils variationnels nous prouvons des résultats de convergence exponen-tielle pour diverses équations aux dérivées partielles dont celle de Poisson et celle des courants induits
Applying integral equations, in the numerical simulation of the exterior problems, re-quires the knowledge of the corresponding Green function, often hard to obtain. Coupling them with variational methods allows their generalization to a wide class of boundary value problems. The key idea is to truncate the computing domain by a fictitious boundary on which is expressed an exact artificial condition, via appropriate integral representations (coupling variational formulation/integral representations methods). We are concerned, in this thesis, in the numerical handling of the non-local transparent condition by means of iterative splitting techniques. At each iteration, only a problem with local boundary conditions is solved. The algorithm is interpreted as a Schwarz method, with a modification well adapted to the exterior domains. By means of variational tools we provide exponential convergence results for different partial differential equations such as the Poisson equation or the eddy currents problem

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Liébeaux, Nicolas. "Contribution à la modélisation de capteurs electromagnétiques : Application au contrôle non destructif par courants de Foucault." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112271.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la modélisation de l'interaction électromagnétique capteur/cibles dans le contexte du Contrôle Non Destructif (CND) par courants de Foucault. Le problème de la modélisation de ces phénomènes se pose de façon systématique. Parmi les différents outils pour y remédier, la modélisation numérique, comme les techniques Eléments Finis (EF), est certainement la plus polyvalente. Mais les logiciels EF ne sont pas exempts de reproches: la description de la géométrie est longue et fastidieuse, les temps de calcul parfois rédhibitoires. L'objet de ce manuscrit est donc de présenter une modélisation originale et générique: la modélisation des sources ponctuelles réparties (MSPR). Elle se fonde sur une distribution spatiale de sources ponctuelles placées sur les surfaces actives du capteur, surfaces émettrices de flux. Le premier chapitre passe en revue les différents outils de modélisation disponibles, lorsque l'on souhaite étudier une géométrie particulière dans le cadre du CND. Le second chapitre pose les bases théoriques de la méthode des sources réparties, en étudiant le cas de capteurs placés uniquement en espace libre. Le troisième chapitre étudie des configurations adaptés aux CND : un capteur est placé face à une cible plane magnétique parfaite, puis parfaitement conductrice, et enfin quelconque. Le quatrième et dernier chapitre présente des résultats expérimentaux qui permettent de confronter la MSPR à quelques cas pratiques
This PhD thesis is devoted to the modelling of sensor/target electromagnetic interactions in the context of Eddy Currents Non Destructive Testing (NDT). The problem of these phenomena modelling arises in a systematic way. Among the various tools to solve it, numerical modelling, like Finite Elements techniques (FE), is certainly wide spread. But FE softwares are not very easy to use: the geometry description is long and harsh, the solution is time-consuming. The purpose of this manuscript is thug to present an original and generic modeling method, the distributed point sources method (DPSM). It is based on a spatial distribution of point sources located on sensor active surfaces, transmitting surfaces of magnetic flux. The first chapter reviews the various tools of modelling available, when ones wishes to study a particular geometry within the NDT area. The second chapter states the theoretical bases of the DPSM method, by studying only the case of sensors placed in free space. The third chapter details configurations more adapted to the NDT: a "U-shaped" sensor is placed in front of a perfect plane magnetic target, then a perfect conducting one, and finally an unspecified one. The fourth and final chapter presents experimental results, in order to confront the DPSM with some practical cases

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Amato, Christine d' Vincent Alain Verdu Catherine Jayet Yves. "Caractérisation non destructive des fontes bainitiques (fontes "ADI") par bruit Barkhausen et courants de Foucault pulsés." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=d_amato.

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Jacob, Dominique R. "Principe de la mesure simultanée de distance et d'épaisseur de dépôts métalliques par capteur à courants de Foucault : conception et réalisation d'un dispositif." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112148.

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Abstract:

Cette thèse présente l'étude d'un dispositif, utilisant un capteur à courants de Foucault, pour la mesure d'épaisseur, métalliques déposés sur un substrat métallique. Le capteur permet la mesure, je l'épaisseur de revêtement sans positionnement précis, du capteur par rapport à la tôle. Une modélisation prenant en compte la répartition du champ dans l’espace ainsi que les caractéristiques physiques des matériaux (résistivité, perméabilité) a été effectuée. Ce modèle a été validé expérimentalement. Il permet le dimensionnement du capteur que la prise en compte, de la température, des matériaux. Une application concernant la mesure d épaisseur des revêtements; de zinc sur un rôle d'acier est exposée. Les informations du capteur sont numérisées et traitée par un micro-ordinateur pour déduire simultanément la, distance du capteur à la tôle revêtue et l'épaisseur du revêtement
This thesis presents the design of a system, using an eddy current sensor, for measuring the thickness of metallic deposits on metallic sheets. The sensor, allows the thickness measurement without an accurate position of sensor and the sheet. A model which take account of the distribution of the flux in the space and of the physical properties (resistivity, permeability) of the materials has been developed. This model has been experimentally validated. It allows to take account of the temperature and to calculate the dimensions of the sensor. An application concerning the thickness measurement of zinc deposit on a steel sheet is exposed. The informations of the sensor are digitalised and processed by a microcomputer for calculating simultaneously the distance, between the sensor and the covered sheet, and the thickness of the deposit

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Pipis, Konstantinos. "Eddy-current testing modeling of axisymmetric pieces with discontinuities along the axis by means of an integral equation approach." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS176/document.

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Abstract:

Le contrôle non destructif (CND) de pièces pour des applications dans l'industrie a mené au besoin de modèles rapides et précises. Tels modèles servent au développement des méthodes d'inspection, à l'optimisation des capteurs utilisés aux essais, à l'évaluation des courbes de Probabilité de Detection (POD) ainsi qu'à la caractérisation de défauts. Cette thèse se focalise au CND par Courants de Foucault (CF) de pièces cylindriques avec des discontinuités selon z et contenant un défaut fin. Un modèle pour l'inspection de telles pièces a été développé afin de traiter des applications comme l'inspection des pièces alésées trouvées en aéronautique et des tubes des générateurs de vapeur utilisés dans l'industrie nucléaire. Ce modèle est basé sur une formulation d'équation intégrale. Plus précisément, la variation de l'impédance du capteur, dit signal CF, est calculée à partir d'une équation intégrale sur la surface du défaut. La formulation suivie est basée sur la méthode d'intégration surfacique (SIM). Cette formulation nécessite, d'un côté, le calcul du champ électrique en absence du défaut et, de l'autre côté, l'expression d'une fonction de Green qui correspond à la géométrie de la pièce sans défaut. Les deux problèmes électromagnétiques sont résolus en utilisant la méthode Truncation Region Eigenfunction Expansion (TREE). La méthode TREE est un outil performant pour la résolution des problèmes électromagnétiques qui prend en compte la décroissance rapide de l'intensité du champ afin de tronquer le domaine d'intérêt à une distance, où le champ est négligeable.Le modèle est validé en comparant le signal CF calculé avec des résultats obtenues par une approche combinant la méthode d'intégration volumique (VIM) et SIM, dite l'approche VIM-SIM (implémentée dans la plateforme CIVA) ainsi qu'avec le modèle d'éléments finis (FEM). Nous avons traité trois configurations différentes : un demi-espace conducteur alésé avec un défaut fin, une plaque conductrice avec un alésage et un défaut, et un tube semi-infini avec un défaut fin à la proximité de son bord. La comparaison des résultats montre un très bon accord entre les trois modèles. Le temps de calcul avec le modèle SIM est considérablement inférieur aux temps de calcul des autres modèles. En outre, le modèle SIM donne la possibilité d'effectuer le balayage du capteur dans le tube ou l'alésage dans le cas des pièces alésées
Nondestructive Testing (NDT) of parts for industrial applications such as in nuclear and aeronautical industry has led to the need for fast and precise models. Such models are useful for the development of the inspection methods, the optimisation of probes, the evaluation of the Probability of Detection (POD) curves or for the flaw characterisation.This PhD thesis focuses on the eddy-current NDT of layered cylindrical pieces with discontinuities in the z direction and containing a narrow crack. A model for the inspection of such pieces is developed in order to be applied on the inspection of fastener holes met in aeronautics and of steam generator tubes in nuclear sector.The model is based on an integral equation formalism. More precisely, for the calculation of the impedance change one needs to solve an integral equation over the surface of the narrow crack, which is represented by a surface electric dipole distribution. This is the method known as surface integration method (SIM). This formulation requires, on the one hand, the calculation of the electric field in the absence of the flaw, the so-called primary field, and, on the other hand, the Green's function expression corresponding to the geometry of the flawless piece. Both electromagnetic problems are solved by means of the Truncation Region Eigenfunction Expansion (TREE) method. The TREE method is a powerful tool for the solution of electromagnetic problems which uses the rapid decrease of the field in order to truncate the region of interest at a distance where the field is negligible.The model is validated by comparing the results of the coil impedance variation with those obtained by an approach that combines the volume integral method (VIM) with SIM, known as VIM-SIM method, implemented in the commercial software CIVA and the finite element method (FEM) implementation in COMSOL software. Three different configurations have treated. The more general geometry of a conducting half-space with a borehole, a conducting plate with a borehole and a crack and a conducting semi-infinite tube with a crack near the edge. The results of the three models show good agreement between them. The computational time of the SIM model is significantly lower compared to previous models. Furthermore, another advantage of the SIM model is that it provides the possibility of a scan inside the borehole

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Zegadi, Lakhdar. "Introduction de la température dans un modèle comportemental pour ferrites doux." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1996ISAL0026.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans un projet de modélisation des composants magnétiques haute fréquence utilisés en électronique de puissance. L'objectif de notre travail concerne la prise en compte de la température dans un modèle comportemental développé au CEGELY. Ce modèle tient compte des phénomènes statiques (hystérésis - saturation) et des phénomènes dynamiques (essentiellement les courants de Foucault). Nous avons tout d'abord étudié l'effet de la température sur les caractéristiques des ferrites doux MnZn (induction à saturation, induction rémanente, champ coercitif et pertes) puis nous avons établi les lois d'évolution de certaines grandeurs en fonction de la température. Nous avons par la suite introduit la température dans le modèle comportemental de pertes fer élaboré au CEGELY. Le modèle à température fixe est établi à la température pour laquelle les pertes sont minimales (autour de 80°C qui correspond à la température de travail des transformateurs). Nous gardons les paramètres identifiés indépendants de la température. Pour calculer les cycles à une température quelconque, nous introduisons deux corrections. Ces lois de correction dépendent uniquement de la température. Elles sont identifiées à partir de l'évolution de l'induction à saturation et de l'induction rémanente en fonction de la température. Le modèle complet nécessite peu de données qui sont facilement accessibles par la mesure ou peuvent être obtenues à partir des données des constructeurs. Il permet de calculer pertes, les caractéristiques B(H) et l'évolution temporelle des grandeurs électriques et magnétiques (le flux et sa dérivée, pour des excitations quelconques. La précision obtenue est meilleure que 20% dans la gamme de température comprise entre 40°C et 140°C et dans un domaine couvrant largement le domaine d'utilisation classique des matériaux. Le temps de simulation ne dépasse pas quelques secondes sur un calculateur personnel. La validation du modèle a porté sur quatre matériaux représentatifs des ferrites douces utilisées en électronique de puissance
[This work concerns the modeling of high frequency magnetic material and magnetic components used in power electronics. We aim to introduce temperature in a behavior model elaborated in CEGELY. This model especially suitable for soft ferrites take into account the static (hysteresis) and dynamically (eddy currents) phenomena. We have firstly studied the temperature effect on some magnetic characteristics of soft ferrites (saturation flux density, remnant induction, coercive and losses) then we have established empirical laws to identify the temperature dependence of these characteristics. We have introduce these laws in a behavior model. The model at fixed temperature is establish at the temperature of minimum loss (near 80°C because the transformer core is usually operated at these temperature). The parameters of the model are calculated at this temperature and taken independent of temperature. To describe temperature dependence of magnetic and electrical characteristics, we introduce two law on the static model. The complete model requires few material data for entire simulation. It gives bath iron lasses and waveforms in a wide range of temperature (40°C – 140°C), in the classical operating conditions of soft ferrite in power electronics. The computing time is less than ten seconds in a PC. ]

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Dufour, Dabadie Isabelle. "Contribution à l'évolution des procédés de contrôle non destructif par capteurs inductifs : application au cas des matériaux composites carbone." Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112123.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés des capteurs inductifs dans le cadre d'utilisation en contrôle non destructif. L'exposé se décompose en trois phases au cours desquelles sont abordés successivement l'étude des relations entre le capteur et la cible, les problèmes liés à l'instrumentation ainsi que l'aspect traitement du signal. L'interaction entre la grandeur émise par le capteur et l'objet éclairé par le champ, pour des cibles de natures différentes, est abordée dans un premier temps sous l'aspect physique. Les enseignements que l'on tire de ce modèle interne facilitent l'élaboration d'un modèle électrique de type externe simplifié mais suffisamment représentatif pour permettre en temps réel une estimation correcte des propriétés de l'objet à partir des données fournies par le capteur. Les problèmes d'instrumentation sont abordés en s'appuyant sur les notions théoriques dérivées des lois de l'électromagnétisme. Une structure de capteur performante, apte à fournir un compromis entre la portée et la résolution spatiale, est proposée et testée. La dernière partie aborde la résolution du problème inverse dans le cas d'une application au contrôle non destructif des matériaux composites carbone à usage aéronautique. Ce traitement, qui reste compatible avec des cadences de contrôle élevées permet d'estimer la conductivité électrique locale de la cible et la distance d'observation à partir des signaux bruts issus du capteur

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Meganck, Philippe. "Étude de certains dispositifs de localisation de véhicules guidés fonctionnant par couplage électromagnétique : contribution à la démonstration de leur sécurité en fonction de leur environnement." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10187.

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Abstract:

Le travail présenté est une contribution à l'étude de sécurité du couplage électromagnétique entre un interrogateur placé à bord du train et des balises de différentes natures placées sur la voie. Trois aspects ont été abordés. Le premier concerne l'étude du niveau de champ électromagnétique vis-à-vis de la voie adjacente afin de garantir l'absence d'interférences. Le second concerne l'étude de balises longues et à croisements permettant le recalage de la centrale odométrique avec une très grande précision. Le troisième concerne la prise en compte de la structure métallique du train pour l'étude du couplage sol-véhicule.

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Canat, Sylvain Faucher Jean. "Contribution à la modélisation dynamique d'ordre non entier de la machine asynchrone à cage." Toulouse : INP Toulouse, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000132.

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Thomas, Vincent. "Système multi-capteurs et traitement des signaux associé pour l'imagerie par courants de Foucault de pièces aéronautiques." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561478.

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Abstract:

Le vieillissement du parc aéronautique, mais aussi la volonté de prolonger le cycle de vie des appareils, impose aux techniques de maintenance des exigences de contrôle accrues en termes de fiabilité et de rapidité. Les principaux enjeux étant la détection, et surtout la caractérisation des micro-fissures pouvant apparaitre dans les pièces sensibles des appareils. Cette caractérisation pouvant aller jusqu'à la reconstruction qualitative, voire quantitative du profil des fissures, ce qui suppose la résolution du problème inverse consistant, à partir des signaux mesurés, à remonter à certaines caractéristiques de la pièce inspectée, notamment géométriques, qui en sont en partie la cause.Ce manuscrit présente une approche originale de conception de sonde d'imagerie par courants de Foucault. Cette approche, ici appliquée à l'imagerie de pièces aéronautiques cylindriques, consiste à concevoir la sonde de façon à satisfaire la double contrainte d'une instrumentation performante et d'une résolution possible du problème inverse. Ainsi, la conception de la sonde est-elle faite de manière à ce que d'une part les signaux mesurés, résultant de ses interactions avec la pièce contrôlée, soient d'amplitude la plus élevée possible, et d'autre part, a n que ces interactions soient modélisables au moyen d'un modèle qui se prête bien à l'inversion.Dans un premier temps, une méthodologie de conception de sonde est présentée, qui vise à optimiser le dimensionnement et l'agencement de ses éléments en se fixant des contraintes de sensibilité et de résolution. Un prototype, conçu d'après cette méthodologie, est réalisé, mis en œuvre et caractérisé. Les résultats expérimentaux obtenus, qui s'avèrent en accord avec une modélisation par éléments finis, offrent une validation du fonctionnement de la sonde, celle-ci permettant effectivement de mettre en évidence les défauts types (micro-fissures) recherchés dans la pièce inspectée. Dans un second temps, la configuration des interactions sonde-pièce inspectée, choisie à dessein, est mise à profit pour élaborer un modèle direct. Celui-ci repose sur l'hypothèse selon laquelle, les défauts étant de faibles dimensions, il est possible de considérer que la perturbation de signal qu'ils engendrent est équivalente à celle que génèreraient des sources virtuelles de courants localisées uniquement dans le volume du défaut. Outre sa simplicité, cette modélisation offre l'avantage d'être adaptée à une mise en œuvre au moyen de la méthode des points sources distribués. Or celle-ci permet de formuler le problème direct sous forme matricielle ce qui constitue une base de nature à faciliter la résolution du problème inverse.C'est à ce problème qu'est consacrée la dernière partie du mémoire. Des méthodes d'inversion y sont proposées, visant à traiter progressivement la complexité du problème. Ainsi un algorithme d'inversion mono-fréquence est-il proposé, qui se montre efficace pour reconstruire des défauts sur de faibles profondeurs. Pour une meilleure reconstruction en profondeur, des algorithmes multifréquence faisant appel à des méthodes de régularisation sont ensuite conçus et appliqués à des signaux correspondant à des défauts de géométries diverses.

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Ravat, Cyril. "Conception de multicapteurs à courants de Foucault et inversion des signaux associés pour le contrôle non destructif." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022823.

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Abstract:

La complexité grandissante des processus industriels et des pièces fabriquées, les exigences croissantes en termes de sûreté de fonctionnement ainsi que la volonté d'optimisation de la durée de vie des pièces conduisent à mettre en place des contrôles qualité de plus en plus poussés. Les fissures submillimétriques débouchantes, parmi l'ensemble des anomalies à considérer, doivent faire l'objet d'une attention particulière. Elles constituent en effet souvent des amorces de fissures plus grandes pouvant entraîner la destruction des pièces. Les techniques de ressuage sont actuellement largement utilisées pour ce type de défauts, en raison de leurs bonnes performances. Elles devront cependant à terme être abandonnées pour des raisons de normes environnementales. Au sein des solutions de remplacement envisageables, l'utilisation des courants de Foucault (CF) est pour les pièces conductrices une alternative fiable, rapide et peu coûteuse. L'étude porte sur la conception et l'utilisation de structures multiéléments de sondes CF exploitant des microcapteurs pour le contrôle non destructif. Une méthodologie a été établie afin de mettre au point de telles structures et de comparer leurs performances dans le cadre de la recherche de fissures submillimétriques débouchantes. Ces structures ont été employées pour l'évaluation de fissures calibrées sur un banc d'acquisition spécialement réalisé. Des algorithmes originaux de détection et de caractérisation de défauts ont été conçus et mis en œuvre pour les signaux acquis, permettant de déterminer la structure la plus efficace, de quantifier la qualité de détection des fissures et d'estimer les caractéristiques géométriques de ces défauts.

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Paillard, Séverine. "Développement d'un modèle pour le contrôle non destructif par courants de Foucault de structures rivetées en aéronautique." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112282.

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Abstract:

Un des enjeux du Contrôle Non Destructif (CND) par Courants de Foucault (CF) dans le domaine aéronautique est l’inspection de structures rivetées pour détecter d’éventuels défauts qui peuvent se créer en pied de rivet. Pour apporter des éléments de réponse à cette problématique, EADS et le CEA LIST ont collaboré dans le cadre de ce travail de thèse avec le soutien de la Région Île-de-France afin de développer un modèle de simulation au sein de la plate-forme logicielle CIVA, adapté à ce type de configuration, pour la mise au point de méthodes de contrôle, leurs optimisations et leurs qualifications. L’approche théorique choisie est le formalisme d’équations intégrales de volume ; une des clés de voûte de cette méthode est l’expression analytique des dyades de Green découlant des équations de Maxwell et leur mise en oeuvre numérique, ce qui permet une grande rapidité de résolution. L’établissement d’un modèle pour le contrôle par courants de Foucault de structures rivetées a nécessité tout d’abord le développement d’un modèle de contrôle d’une structure stratifiée grâce à la mise en place des dyades de Green multi-couches. Ce modèle a été par la suite enrichi d’un point de vue numérique, notamment par la mise en place d’un algorithme itératif adapté à nos configurations de contrôle. Enfin, la prise en compte par le modèle d’un défaut en pied de rivet met en jeu la présence de deux objets de tailles très différentes dans une même configuration. Le modèle a ensuite fait l’objet de validations expérimentales et de comparaisons avec d’autres modèles de simulation (éléments finis, semi-analytique et formulation potentielle) aux différentes étapes clefs de son élaboration
One of the Eddy Current Testing issues in aeronautics is the inspection of fastened structures to detect flaws nearby rivets which can grow because of mechanical stress. EADS and the CEA LIST have started a collaborative work with the support of the Île-de-France Region to develop a simulation tool of EC fastened structures testing, integrated to the CIVA platform, aimed at conceiving testing methods, optimizing and qualifying it. The volume integral method using the Green dyadic formalism has been chosen in order to get a fast resolution of Maxwell equations. A first milestone was to build a simulation model of multilayer structures testing, thanks to the use of the multilayer Green dyads. Because of the rivet volume, 60 times bigger than the one of a typical flaw, a large number of discretization cells are needed. Therefore an iterative method has been developed in order to numerically solve large calculation zones. Finally, the flaw response simulation mostly has to cope with a scale issue between the size of the rivet and the one of the flaw, the latter being much smaller in a direction than the former. The whole model has been experimentally validated and compared to other simulation models (finite elements method, semi-analytical model and potential formulation) at the important development steps: multilayer configuration, iteration resolution, and flaw signature

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Prémel, Denis. "Imagerie tomographique des milieux conducteurs par courants de foucault : application au controle non destructif des tubes metalliques." Paris 11, 1992. http://www.theses.fr/1992PA112478.

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Abstract:

Le probleme traite est celui de la mise en uvre d'un procede d'imagerie tomographique par courants de foucault, capable de fournir la cartographie quantitative de la conductivite relative d'un milieu conducteur non ferromagnetique. L'application choisie concerne le controle non destructif des tubes par courants de foucault. La resolution d'un tel probleme necessite sa formulation en termes de probleme inverse. Pour cela, nous construisons, tout d'abord, un modele numerique de resolution du probleme direct que nous validons ensuite par une confrontation entre les donnees qu'il fournit et les donnees obtenues experimentalement ou calculees par un code de calculs aux elements finis. La geometrie cylindrique du probleme que nous avons choisie exige de resoudre une equation de fredholm de premiere espece dont le noyau est invariant par translation suivant l'axe de mesure. Le caractere mal-pose du probleme inverse resultant exige la prise en compte d'une information a priori pour regulariser la solution. Apres la discretisation du modele, nous proposons une approche bayesienne de la regularisation pour resoudre le systeme d'equations lineaires obtenu. Cette approche nous permet, contrairement a la plupart des methodes d'inversion existantes, de choisir des fonctionnelles de regularisation appropriees a l'objet a reconstruire et de fournir des moyens pour estimer les hyperparametres du probleme. Nous avons etabli par des considerations physiques une loi a priori plus specifique a notre probleme et avons propose une procedure iterative de reconstruction qui estime les hyperparametres du probleme en meme temps que la solution. L'interet et l'efficacite de la methode proposee sont demontres par des resultats de reconstruction a partir des donnees simulees et experimentales

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Dissertations / Theses on the topic 'Courants de Foucault'

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