Simulations interactives de champ ultrasonore pour des configurations complexes de contrôle non destructif / Hamza Chouh ; sous la direction de Victor Ostromoukhov et de Jean-Claude Iehl et de Gilles Rougeron et de Jean-Philippe Farrugia et de Jean-Claude Iehl

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Simulation

Contrôle non destructif

Ultrasons

Parallélisme (informatique)

Classification Dewey : 006

Ostromoukhov, Victor (Directeur de thèse / thesis advisor)

Iehl, Jean-Claude (1972-) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Rougeron, Gilles (Directeur de thèse / thesis advisor)

Farrugia, Jean-Philippe (1973-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Iehl, Jean-Claude (1972-) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Bouatouch, Kadi (1950-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Cassereau, Didier (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Cani, Marie-Paule (Membre du jury / opponent)

Digne, Julie (1984-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Lyon (2015-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Université Claude Bernard (Lyon) (Autre partenaire associé à la thèse / thesis associated third party)

LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Pour répondre à des impératifs croissants de fiabilité et de sûreté, les procédés mis en œuvre dans le cadre du contrôle non destructif sont en constante évolution. Au vu de la complexité des techniques utilisées, la simulation prend une part importante dans leur développement. Nous présentons des travaux ayant abouti à un outil rapide de simulation du champ émis par un traducteur ultrasonore plan quelconque dans des configurations complexes de contrôle non destructif impliquant des géométries maillées sans arêtes saillantes, des matériaux isotropes ou anistropes, homogènes ou hétérogènes et des trajectoires d'ondes pouvant comporter des rebonds et des transmissions. Les fronts d'ondes ultrasonores sont approximés à l'aide d'interpolateurs polynomiaux locaux à des pinceaux de rayons ultrasonores. Ceux-ci sont obtenus au moyen d'un algorithme de recherche de surface par lancer de pinceaux et subdivisions successives. Ils permettent le calcul des grandeurs utiles à la constitution de la réponse impulsionnelle en chaque point d'un échantillonnage du traducteur respectant le critère de Shannon. De cette façon, nous pouvons calculer une réponse impulsionnelle qui, convoluée au signal d'excitation du traducteur, donne le champ ultrasonore. Les performances des simulations ont été accrues par l'exploitation du parallélisme de tâches et des instructions SIMD dans les parties les plus coûteuses du calcul. Enfin, un outil de calcul progressif continu a été développé pour permettre une visualisation interactive d'images de champ. Il exploite une méthode de reconstruction d'images et ordonnance les calculs de champ de manière à accélérer la convergence des images produites

Résumé / Abstract : In order to fulfill increasing reliability and safety requirements, non destructive testing techniques are constantly evolving and so does their complexity. Consequently, simulation is an essential part of their design. We developed a tool for the simulation of the ultrasonic field radiated by any planar probes into non destructive testing configurations involving meshed geometries without prominent edges, isotropic and anisotropic, homogeneous and heterogeneous materials, and wave trajectories that can include reflections and transmissions. We approximate the ultrasonic wavefronts by using polynomial interpolators that are local to ultrasonic ray pencils. They are obtained using a surface research algorithm based on pencil tracing and successive subdivisions. Their interpolators enable the computation of the necessary quantities for the impulse response computation on each point of a sampling of the transducer surface that fulfills the Shannon criterion. By doing so, we can compute a global impulse response which, when convoluted with the excitation signal of the transducer, results in the ultrasonic field. The usage of task parallelism and of SIMD instructions on the most computationally expensive steps yields an important performance boost. Finally, we developed a tool for progressive visualization of field images. It benefits from an image reconstruction technique and schedules field computations in order to accelerate convergence towards the final image