Modélisation numérique des guides d’onde ouverts : cas des structures élastiques courbes

Pour le controle non destructif des materiaux et structures, les ondes elastiques guidees sont interessantes en raison de leur longue distance de propagation. Cependant pour les guides enfouis dans un milieu infini, les modes peuvent devenir a fuite. Ces modes s'attenuent selon l'axe du guide en raison du rayonnement de l'energie, ce qui reduit leur distance de propagation. La recherche des modes les moins attenues est donc necessaire. Le calcul numerique des modes dans les guides enfouis presente une difficulte: les amplitudes des modes a fuite croissent dans la direction transversale. Une technique consiste a combiner la methode des elements finis semi-analytique (SAFE) et la methode des couches parfaitement adaptees (PML). Cette methode a ete implementee recemment par les auteurs pour simuler des plaques multi-couches enfouies et des guides enrobes de section arbitraire. Neanmoins, ces travaux ne considerent que des guides droits, sans courbure. Nous nous interessons ici a la modelisation par methode SAFE-PML des structures courbes, plus particulierement helicoidales, enrobees dans un solide. La motivation de ce travail est le controle non destructif des torons, structures multi-brins helicoidales, constituant les câbles de genie civil. Dans le vide, on peut simuler les guides helicoidaux par methode SAFE grâce a des coordonnees helicoidales. Notre travail consiste a appliquer des PML selon des directions transversales twistees pour calculer les modes a fuite. Deux cas tests sont etudies. Le premier cas test correspond a un cylindre "twiste" dans une matrice solide et permet de valider la methode SAFE-PML twistee. L'effet du twist sur le spectre des modes propres est presente. Le deuxieme cas consiste a simuler un brin helicoidal enrobe. L'effet de la courbure du guide sur l'attenuation axiale des modes est etudie. Enfin, la simulation d’un toron plonge dans un coulis de ciment sera presentee.