Electromagnetic modeling and imaging of damages of fiber-reinforced composite laminates

Mon travail de these porte sur la modelisation electromagnetique et l'imagerie de structures periodiques desorganisees. Un certain motif dans une subdivision elementaire (une "cellule") est repete dans les autres cellules de la structure dans certaines directions de l'espace. Cette repetition est desorganisee par un changement des proprietes des materiaux et/ou geometries des parties constitutives, dans une ou plusieurs cellules. Au premier niveau de modelisation, ces panneaux sont une succession de plaques planes l'une sur l'autre. Chacun se compose d'un agencement lineaire regulier de longs cylindres avec memes sections circulaires finies, tous orientes dans la meme direction: nous les appelons "fibres", chaque cylindre resultant de l'hypothese d'un faisceau de fibres de petite taille. Le materiau constitutif des fibres est different du materiau d'enrobage (matrice) et le renforce. Chaque plaque est constituee de fibres avec differents axes pour assurer la robustesse. Il y a peu ou beaucoup de plaques, avec la repetition d'une petite pile de plaques. Pour les panneaux conducteurs (a base de carbone), l'imagerie est MHz ; pour des panneaux sans pertes ou a faibles pertes (a base de verre), l'imagerie est micro-onde (quelques dizaines de GHz, voire plus, THz). Il pourrait y avoir des cylindres manquants ou deplaces a l'interieur d'une plaque, avec des changements consequents dans eventuellement plusieurs cellules, adjacentes ou non. Des dommages locaux peuvent egalement se produire, entrainant des changements dans la forme ou les proprietes electromagnetiques d'un ou plusieurs cylindres dans une ou plusieurs cellules dans une ou plusieurs plaques. Un caractere aleatoire de la distribution des inclusions pourrait tenir compte des incertitudes de positionnement par rapport aux geometries supposees. Illuminer correctement les structures et la collecte des champs resultant (dans le champ proche esperons-le, peut-etre dans le champ lointain) devraient permettre leur imagerie et concourir a leur diagnostic. Ainsi, si une structure periodique sous interrogation est desorganisee, on souhaite imager cette structure tout en prenant soin au mieux de l'information prealable sur la periodicite et la desorganisation, sur les systemes de detection, et, evidemment, a propos des besoins et des limites de l'essai.