Obtention numérique des modes de propagation élastiques dans un guide d'onde hélicoïdal

Abstract

Les câbles de précontrainte, très utilisés dans les ouvrages de génie civil, sont généralement constitués d'assemblages de plusieurs brins hélicoïdaux enroulés autour d'un brin central droit. Leur auscultation par méthodes non destructives ultrasonores constitue une voie prometteuse pour détecter la présence de dégradations mais leur utilisation est compliquée par l'absence de modèles adéquats. L'objectif de ce papier est de résoudre une première difficulté en proposant une méthode d'éléments finis pour l'investigation des modes se propageant dans un brin hélicoïdal simple. La méthode est basée sur la théorie des ondes dans les structures périodiques. Une étude de convergence est d'abord réalisée en comparant les solutions numériques obtenues pour un cylindre infini isotrope avec celles analytiques de Pochhammer-Chree. Le cas du brin hélicoïdal est ensuite abordé et les courbes de dispersion calculées. Les résultats numériques sont validés en basse fréquence par comparaison avec un modèle de poutre de Timoshenko hélicoïdale.