Chaque participant·e pourra choisir 3 ateliers parmi les 6 proposés.

Atelier 1 : Mesure en cuve du diagramme de rayonnement d’un objet immergé

animé par Simon Bernard (LOMC)

L’objectif de cette expérience est de mesurer le diagramme de rayonnement d’un objet immergé dans l’eau, insonifié par une source ultrasonore autour de 200 kHz. Le dispositif est constitué d’une grande cuve circulaire (3m de diamètre, 2m de profondeur), permettant de travailler en régime impulsionnel,  et d’un système de rotations concentriques commandées, permettant de varier précisément angle d’incidence et angle de réception.
Pour illustrer l’utilisation du dispositif, on se propose d’étudier le rayonnement d’un méta-réseau asymétrique, qui se comporte comme un miroir acoustique lorsqu’il est insonifié sur un coté, mais transmet parfaitement l’onde incidente vers une direction oblique pour une incidence de l’autre coté

Atelier 2 : Microscopie acoustique

animé par Philippe Zelmar (LOMC) + Jean Duclos (LOMC)

L’objectif de cet atelier est de présenter le principe de la microscopie acoustique ainsi que les moyens en microscopie disponibles au sein du LOMC.

En premier lieu, nous verrons l’IHM du microscope PVA TEPLA et les types de mesures disponibles (différents scans).
L’application se fera sur des composants électroniques, via des excitations impulsionnelles sur des fréquences allant de 20MHz à 100MHz. Cela donnera lieu à des discussions sur la méthodologie d’optimisation des paramètres de scan pour une meilleure précision de résultat. Nous verrons ensemble comment optimiser une caractérisation en identifiant les variables d’ajustement (choix du transducteur, distance transducteur, fluide de couplage, vitesse de balayage,) Cet atelier permettra également les échanges sur d’autres systèmes ou matériaux à caractériser et nous aborderons les possibilités d’exploitation des résultats de mesure via traitement d’image.

L'atelier permettra également de faire une démonstration d'un microscope acoustique industriel (Mistras) qui permet, en réalisant des C-Scan à des fréquences n’excédant pas 20 MHz, l’étude interne de plaques : détermination de la structure de matériaux composites, détection de défauts de collages, imperfections (trous). Les participant·es sont invité·es à apporter des matériaux (pièces planes) à caractériser durant l'atelier !

Atelier 3 : Mesure de la dispersion d'ondes guidées

animé par Bruno Morvan (LOMC) + Anaïs Perin (LOMC)

A partir de la mesure de dispersion des ondes ultrasonores se propageant dans un milieu matériel, nous pouvons accéder à de nombreuses propriétés élastiques du milieu et ainsi développer des outils pour l’évaluation non-destructive (suivi du vieillissement, évaluation de l’endommagement). Nous nous intéresserons dans cet atelier à un milieu de propagation piézoélectrique  sur lequel de simples relevés de potentiel électrique nous permettront de déterminer la dispersion des ondes. Nous verrons notamment comment l’introduction d’une périodicité spatiale produit des repliements de courbes de dispersion donnant naissance à ce qu’on appelle une structure de bandes que nous analyserons en termes de symétries.

Atelier 4 : Causes d'erreurs sur la caractérisation de matériaux en tube d'impédance

animé par Cécile Guianvarc'h (LOMC) + Fabien Chevillotte (Matelys Research Lab)

La technique du tube d’impédance est bien connue et largement répandue pour caractériser les propriétés acoustique en réflexion et/ou transmission de matériaux poroélastiques et métamatériaux. Elle repose sur la mesure des fonctions de transfert entre 2 à 4 microphones disposés le long d’un guide d’onde dans lequel un échantillon du matériau à caractériser est inséré. Si le principe de mesure est très simple, la mise en œuvre pratique introduit nécessairement plusieurs sources d’erreurs susceptibles de compromettre l’exactitude des résultats de mesure, ce qui peut devenir problématique en terme de propagation d’erreurs si ces mesures ont pour objectif de remonter à des propriétés intrinsèques des matériaux testés.

Réduire les incertitudes liées aux principales causes d’erreurs dans ce dispositif de mesure nécessite au préalable d’identifier ces causes d’erreurs de manière aussi exhaustive que possible et l’apparente ampleur d’un tel travail peut vite décourager. Dans ce domaine, les outils de la métrologie pour l’analyse d’un processus de mesure sont susceptibles d’apporter des réponses adaptées à de nombreuses problématiques expérimentales, sortant largement des seuls domaines métrologiques et réglementaires.

L’objet de cet atelier sera de mettre en pratique ces outils et la méthodologie associée pour l’analyse des principales causes d’erreur sur la caractérisation acoustique de matériaux dans un tube d’impédance disponible au LOMC. Il sera l’occasion d’une réflexion sur les principaux points d’attention dans la technique du tube d’impédance et quelques moyens de fiabiliser les mesures.

Atelier 5 : Possibilités offertes par un échographe de recherche en imagerie ultrasonore

animé par Adeline Bernard (INSA Creatis) + Ewen Carcreff (TPAC)

Depuis les années 2000, plusieurs échographes ultrasonores dits « ouverts » sont devenus disponibles pour la recherche. En effet, ils sont complètement paramétrables et permettent d’avoir accès aux signaux bruts (signaux radiofréquences) contrairement à la majorité des échographes « conventionnels ».

A l’aide de l’échographe de recherche « Pioneer » de la société TPAC, cet atelier propose de montrer les possibilités offertes par un tel équipement dans un cadre expérimental. Nous ferons des acquisitions temps réel dans plusieurs cas d’application avec le logiciel ARIA, et nous visualiserons les signaux bruts ainsi que les images reconstruites. Certains paramètres d’acquisition seront détaillés et leur influence sera explicitée. Une première application concernera le domaine du contrôle non destructif (CND) où le but sera de visualiser les défauts d’une pièce métallique. Le deuxième cas d’application sera l’imagerie médicale où nous utiliserons un fantôme qui a les mêmes propriétés acoustiques que le corps humain. Nous montrerons l’imagerie 2D grâce à une sonde linéaire puis l’imagerie 3D grâce à une sonde matricielle.

Atelier 6 : Illustration de PyMoDAQ : pilotage d’une expérimentation de spectroscopie par résonance ultrasonore (RUS)

animé par David Bresteau (CEA LIDYL) + Nathan Jaroszynski (LOMC)

PyMoDAQ (http://pymodaq.cnrs.fr) est un logiciel open-source écrit en Python qui permet d'interfacer tout type d'instrumentation (moteurs, caméras, oscilloscope...) pour effectuer une acquisition de données sur votre dispositif expérimental au laboratoire, ou pour mettre en œuvre un TP. C'est une alternative gratuite et open-source à Labview, qui propose une interface graphique, la gestion de l'enregistrement des données, la synchronisation des instruments connectés, et bien d'autres fonctionnalités. Le projet vient de remporter une bourse du programme OPEN du CNRS (https://www.cnrs.fr/fr/actualite/open-le-nouveau-programme-de-financement-et-daccompagnement-du-cnrs-pour-valoriser-les) qui récompense les meilleurs logiciels libres. Le projet, démarré en 2018, dispose déjà d'une communauté active de développeurs et d'utilisateurs dans beaucoup de laboratoires français et étrangers.

Nous illustrerons le programme en interfaçant, entre autres, une carte électronique bon marché et standard (Redpitaya) intégrée dans un banc de spectroscopie par résonance ultrasonore (RUS) pour la caractérisation de matériaux.