Instrumentation acoustique pour le suivi de procédés physico-chimiques

Abstract

La propagation d'une onde sonore est sensible aux propriétés mécaniques, en particulier la densité et la rigidité, du milieu où elle se produit. Les méthodes de caractérisation acoustiques donnent donc un repérage efficace des défauts, des bulles ou des poches d'air dans des matériaux, les rendant particulièrement intéressantes pour le contrôle non destructif de structures et pour l'imagerie biomédicale. Entre autres, elles permettent de localiser des interfaces (échographie), de mesurer la vitesse d'objets diffusants (vélocimétrie Doppler) ou encore de caractériser la déformation de matériaux (corrélation de speckle). Cependant, ces techniques sont encore en développement dans le contexte de l'industrie chimique, malgré les informations prometteuses qu'elles permettent d'obtenir. La difficulté majeure dans ce cadre est l'interprétation des signaux reçus : en effet, non seulement les systèmes sont souvent polyphasiques et dispersés, causant une importante diffusion du signal acoustique, mais leur rhéologie est complexe, induisant une dispersion et une atténuation du signal. Pour remonter à des informations quantitatives, il est donc nécessaire de s'appuyer sur une modélisation précise des mécanismes de propagation du son dans le milieu. L'objectif de cette thèse expérimentale est de proposer et de valider des modèles de propagation du son dans des milieux complexes, en s'appuyant sur des systèmes de rhéologie et de structure bien caractérisées. Les méthodologies ainsi développées permettront d'accéder à des informations quantitatives et locales sur les propriétés de fluides : elles pourront alors être utilisées pour le suivi en ligne de procédés physico-chimiques d'intérêt industriel.