Academic literature on the topic 'Interférométrie non-linéaire'

La tomographie par cohérence optique (ou OCT pour Optical Coherence Tomography) est une technique d'imagerie des milieux biologiques basée sur l'interférométrie en lumière faiblement cohérente. Depuis son invention il y a 20 ans, l'OCT a connu un développement spectaculaire et suscite aujourd'hui encore une activité de recherche particulièrement dynamique et compétitive. L'OCT plein champ est une technique particulière d'OCT, dans laquelle des coupes transverses de l'échantillon biologique sont obtenues sans aucun balayage, permettant ainsi de révéler de manière non invasive la structure interne 3D de l'échantillon avec une résolution spatiale micrométrique. Réputée dans la communauté scientifique internationale, l'OCT plein champ est toutefois mal adaptée à l'imagerie des milieux fortement diffusants pour lesquels la profondeur de pénétration demeure relativement faible et à l'imagerie in vivo en raison de sa faible vitesse d'acquisition. L'OCT possède de plus un contraste structurel faible, basé sur les inhomogénéités d'indice de réfraction du milieu, qui rende parfois complexe voire impossible les diagnostics précoces. Ce manuscrit présente les différentes améliorations qui ont été apportées au dispositif d'OCT plein champ pour dépasser ces limites ainsi que les performances et les images obtenues.

Nous présentons une application de l'optimisation dans le domaine de l'interférométrie optique pour détecter des exoplanètes. L'instrument est constitué de plusieurs télescopes alignés. L'objectif est de déterminer leurs positions et les amplitudes des champs reçues par chacun d'eux pour que l'instrument ait une grande résolution et une grande dynamique. Le problème est modélisé sous la forme d'un problème d'optimisation non linéaire. Nous présentons les résultats numériques obtenus. L'existence de la solution du problème est démontrée lorsque les télescopes sont régulièrement espacés. Un nouvel algorithme est aussi proposé pour résoudre un problème d'optimisation non linéaire avec contraintes d'égalité. L'approche consiste à résoudre les conditions d'optimalité perturbées de ce problème avec une méthode de Newton. La globalisation de la méthode est obtenue avec une technique de recherche linéaire. Les résultats théoriques de convergence et les tests numériques sont présentés
We describe an application of nonlinear optimization in interferometric optical astronomy. The aim is to find the relative positions of the output pupils and the modulus of the beams through each pupil of a linear array of telescopes in order to design an instrument capable of imaging exoplanets. The problem is modelized under the form of a nonlinear minimization problem. Numerical experiments and theorical results are reported. We analyze too the behaviour of the Newton method applied to a sequence of perturbed optimality systems that follow from the quadra- tic penalty approach. We show that the usual requirement of solving the penalty problem at an arbitrary given precision may be replaced by a less stringent criterion while garanteeing the global convergence. Local and global convergence results are presented as well as numerical experiments

Une nouvelle approche de caractérisation complète d'un faisceau laser impulsionnel femtoseconde est démontrée en vue d'étudier les couplages spatio-temporels dans la propagation linéaire et non linéaire. La technique basée sur un filtre spectral accordable, une technique de mesure spatiale par décalage, et une technique de mesure temporelle par interférométrie spectrale, a permis de mesurer le couplage spatio-temporel au foyer d'un objectif. Cette technique a été aussi utilisée pour mesurer les couplages spatio-temporels induits par un échantillon non linéaire du troisième ordre.

Ce travail de thèse est une contribution au développement des méthodes d’acoustique non linéaire pour le contrôle non destructif et l’imagerie de défauts de type contact dans les solides.Dans ce travail, des modifications sont proposées pour deux méthodes récentes de contrôle non destructif par acoustique non linéaire : l’interférométrie de coda couplée au retournement temporel, et l’imagerie non linéaire par ultrasons aériens. Le principal avantage de la première méthode est sa sensibilité extrême liée à l’accumulation des effets induits par des changements, même faibles, des propriétés de l’échantillon durant la formation de la coda. La deuxième méthode apporte une approche complémentaire en permettant de réaliser un contrôle sans contact. Les techniques développées ont été testées sur des échantillons présentant des défauts artificiels à des emplacements connus. Les performances de chacune des méthodes ont été étudiées.La deuxième partie de ce travail porte sur la description théorique des non-linéarités acoustiques de contact et leur utilisation pour le développement d’une boite à outils numériques permettant la simulation d’ondes acoustiques dans des structures complexes contenant des contacts internes. Un model physique décrivant le décalage tangentiel de deux corps en contact en présence de friction est proposé. Il aboutit à une solution analytique pour la relation présentant une hystérésis entre les déplacements de contact normal et tangentiel et les chargements. Ce modèle est utilisé comme condition aux frontières pour les surfaces de contact internes (défauts) dans un modèle de propagation d’ondes acoustiques utilisant un logiciel d’éléments finis commercial
This PhD thesis work contributes to the development of nonlinear elastic methods for non-destructive testing and imaging of contact-type defects in solids.In this work, two modifications of recent nonlinear nondestructive testing methods are suggested: the coda wave interferometry combined with the nonlinear time reversal principle and air-coupled nonlinear ultrasonic imaging. The principal advantage of former technique is in its extremely high sensitivity owing to the fact that weak changes in sample's parameters are accumulated and finally greatly amplified during the formation of the coda wave. The other technique has a complimentary strength and offers a possibility of a remote detection. The developed techniques are tested on samples with artificially fabricated defects at known locations. The performance of each method is accessed and the potential for obtaining robust nonlinear images is demonstrated.The second part of the work is concerned with a theoretical description of contact acoustical nonlinearity and its use for creating of a numerical toolbox capable of simulating wave propagation in complex structures containing internal contacts. A physical model describing the tangential shift of two contacting bodies in the presence of friction has been proposed. Its result is an analytical computer-assisted solution for hysteretic relationships between normal and tangential contact displacements and loads. The contact model and derived load-displacement relationships are used as boundary conditions posed at the internal boundaries (contact surfaces) in a finite element wave propagation model programmed via commercial software

Nous proposons ici une méthode permettant d'effectuer la détection de gouttelettes d'eau en condition atmosphérique de façon fiable et robuste. Pour cela, nous avons choisi de tester l'application de l'interférométrie self-mixing à cette problématique. Cette technique optique complexe consiste à extraire une information d'un signal d'interférométrie non-linéaire obtenu aux bornes d'une diode laser soumise à une rétro-injection optique sur une scène. C'est cette scène qui génère et contient l'information. Le cas d'étude représentatif est celui d'une surface solide en déplacement longitudinal dans l'axe du faisceau laser ; le signal se compose de franges d'interférométrie qui se forment dans le milieu non-linéaire qu'est le laser, chaque frange correspond à un déplacement de λ/2 de la surface (λ étant la longueur d'onde du laser) et l'orientation donne le sens du déplacement de cette surface. L'interféromètre self-mixing, une simple diode laser équipée d'une alimentation et d'une amplification en sortie, est connue pour offrir une grande versatilité dans la nature des mesures faisables (mesure de vitesse, détection de micro particules, imagerie 3D, etc) mais il offre également des avantages importants dans la conception d'un capteur : compacité, éléments robustes, peu consommateur en énergie, système auto-aligné et intrinsèquement simple. Cependant, la disponibilité de la mesure dans le signal est très dépendante de la quantité de lumière réinjectée dans la cavité laser. Dans le cadre d'une surface rugueuse cela se traduit par le renouvellement de la figure de speckle générée par la réflexion du faisceau laser sur cette surface. Nous démontrons que la disponibilité de la mesure peut être assurée en extrayant l'information depuis trois canaux d'interférométrie self-mixing (alimentation, système optique et amplification du signal) indépendants mais également en traitant ces signaux à l'aide d'un réseau de neurones pré-entrainé dans ce cadre représentatif de la surface en déplacement. Ainsi, tant qu'au moins un canal présente une information disponible le réseau neuronal est capable de reconstruire la vitesse de déplacement de la surface avec précision. De plus, l'analyse parallèle de plusieurs canaux permet d'augmenter la précision de cette reconstruction. Après avoir effectué ces travaux d'augmentation de la robustesse de l'obtention d'une mesure, ceux-ci ont été adapté à la détection de gouttes d'eau micrométriques. Après avoir adapté le réseau de neurone pour classifier les signaux ; nous parvenons à détecter avec un très faible taux d'erreur la présence de gouttelettes devant le faisceau. De plus, nous sommes également parvenus à classifier des signaux d'interférométrie issus de trois scènes différentes : un nuage de gouttes d'eau micrométriques et le même nuage dans lequel sont injectées de plus grosses gouttelettes dont le diamètre est supérieur à 100 µm avec deux distributions de tailles différentes. Finalement, nous sommes parvenus à allier intelligence artificielle avec un phénomène optique complexe pour faire la démonstration de principe d'un capteur simple, robuste, compact et fiable capable de détecter la présence de gouttelettes dans l'atmosphère ainsi que de distinguer des variations de taille de ces gouttelettes composant le nuage
Here we propose a method allowing the detection of water droplets in atmospheric conditions in a reliable and robust manner. For this, we chose to test the application of self-mixing interferometry to this problem. This complex optical technique consists of extracting information from a non-linear interferometry signal obtained at the terminals of a laser diode subjected to optical feedback onto a scene. It is this scene that generates and contains the information. The representative case study is that of a solid surface moving longitudinally in the axis of the laser beam; the signal is composed of interferometry fringes which form in the non-linear medium which is the laser, each fringe corresponds to a displacement of λ/2 of the surface (λ being the wavelength of the laser) and l The orientation gives the direction of movement of this surface. The self-mixing interferometer, a simple laser diode equipped with a power supply and output amplification, is known to offer great versatility in the nature of the measurements possible (speed measurement, detection of micro particles, 3D imaging, etc) but it also offers important advantages in the design of a sensor: compactness, robust elements, low energy consumption, self-aligned and intrinsically simple system. However, the availability of the measurement in the signal is very dependent on the quantity of light reinjected into the laser cavity. In the context of a rough surface this results in the renewal of the speckle pattern generated by the reflection of the laser beam on this surface.We demonstrate that the availability of the measurement can be ensured by extracting information from three independent self-mixing interferometry channels (power supply, optical system and signal amplification) but also by processing these signals using a network of neurons pre-trained in this framework representative of the moving surface. Thus, as long as at least one channel presents available information, the neural network is able to reconstruct the speed of movement of the surface with precision. In addition, the parallel analysis of several channels makes it possible to increase the precision of this reconstruction. After carrying out this work to increase the robustness of obtaining a measurement, they were adapted to the detection of micrometric water drops. After adapting the neural network to classify the signals; we manage to detect the presence of droplets in front of the beam with a very low error rate. In addition, we also managed to classify interferometry signals from three different scenes: a cloud of micrometric water drops and the same cloud into which larger droplets with a diameter greater than 100 µm are injected with two distributions of different sizes. Finally, we managed to combine artificial intelligence with a complex optical phenomenon to demonstrate in principle a simple, robust, compact and reliable sensor capable of detecting the presence of droplets in the atmosphere as well as distinguishing variations in size of these droplets making up the cloud

L’évolution du champ de localisation des déformations plastiques des métaux ductiles a été suivie par interférométrie de granularité laser (ESPI) au cours d’une sollicitation de traction uniaxiale. Il a été montré que le modèle mathématique utilisé, croisement de deux bandes rectilignes, décrit bien l’évolution du champ de vitesse de déformation depuis la striction diffuse jusqu'à rupture. Les caractéristiques physiques de la localisation, telles que la largeur des bandes, leur orientation et leur vitesse de déformation maximale ont été identifiées quantitativement. Leur évolution a été suivie et analysée sous plusieurs facteurs d’influence, qui sont à la fois microscopiques, tels que la taille de grains et la structure cristalline, et macroscopiques, comme la géométrie de l’éprouvette et la direction de son prélèvement par rapport à la direction de laminage, et la vitesse de traction. Il a été trouvé que les bandes de localisation rétrécissent au cours de la striction et leur orientation évolue également. Ces évolutions, le mode de striction et le moment de transition entre la striction diffuse et localisée sont influencés différemment par ces facteurs
The evolution of the plastic strain localization field of ductile metals was followed by electronic speckle pattern interferometry (ESPI) during a uniaxial tensile test. It was shown that the mathematical model, a system of two crossing straight bands, describes accurately the evolution of the strain rate field from diffuse necking up to rupture. The physical characteristics of the localization, such as the width of the bands, their orientations and maximum strain rates were identified quantitatively. Their evolutions were followed and analyzed from several influencing factors, which are both microscopic, such as grain size and crystal structure, and macroscopic, like the geometry of the specimen and the direction in which the specimen were cut with respect to the rolling direction, and the pulling speed. It has been found that the bands narrow down during the necking process and their orientations were also changing. These evolutions, the necking mode and the transition between the diffuse and localized necking are influenced differently by these factors

La décohérence dans les solides est un problème majeur vers la réalisation d'un processeur quantique basé sur l'utilisation de boîtes quantiques (BQs) semiconductrices comme qubits optiquement actifs. Mesurer et contrôler la cohérence optique de tels qubits s'avère donc primordial, tant d'un point de vue technologique que fondamental. Cependant, leurs tailles nanométriques, associées aux temps de vie sub-nanosecondes de leurs transitions optiques, rendent les mesures expérimentales très délicates.Ce travail de thèse propose une étude détaillée des mécanismes de déphasage et de couplage cohérent de complexes excitoniques fortement confinés dans des BQs InAs/GaAs individuelles. Pour réaliser ces mesures, j'ai développé une expérience de mélange à quatre ondes hétérodyne sensible à l'amplitude et à la phase du champ électrique émis par une BQ unique. Ce dispositif permet de mesurer le temps de vie et de cohérence d'un exciton unique, même en présence d'élargissement inhomogène. Pour augmenter l'interaction lumière-matière et l'efficacité d'extraction du signal, l'utilisation de nanostructures photoniques s'est avérée indispensable. La sensibilité optique du dispositif m'a permis d'étudier en détail les mécanismes d'interaction exciton-phonon, source importante de décohérence dans les solides, comme la formation du polaron acoustique, le couplage quadratique aux phonons acoustiques, et le déphasage induit pendant l'excitation. Par ailleurs, la réalisation de spectres bidimensionnels m'a permis de révéler le couplage cohérent entre différentes transitions excitoniques. Enfin, je présente un nouveau protocole de mélange multi-ondes permettant de contrôler la réponse cohérente d'un exciton unique que je propose d'appliquer sur une paire de BQs pour contrôler le couplage radiatif longue distance, étape fondamentale vers la réalisation d'une porte logique quantique dans les solides
Decoherence in solids is a major issue towards the realization of a quantum processor based on semiconductor quantum dots (QDs) as optically active qubits. Measuring and controlling the optical coherence of such qubits is required in their fundamental studies, paving a way for technological applications. However, their nanometer size combined to the sub-nanosecond lifetime of their optical transitions, render experimental measurements very challenging.This thesis presents a detailed study of the dephasing mechanisms and the coherent coupling of excitonic complexes strongly confined in individual InAs/GaAs QDs. To achieve these measurements, I developed an heterodyne four-wave mixing experiment sensitive to the amplitude and phase of the electric field emitted by a single QD. With this setup one can measure the lifetime and the coherence time of a single exciton, even in the presence of inhomogeneous broadening. To increase the light-matter interaction and the extraction efficiency of the signal, the use of photonic nanostructures has proved to be necessary. The optical sensitivity of the setup allowed me to study in detail the mechanisms of exciton-phonon interaction, which is an important source of decoherence in solids, like the acoustic polaron formation, the quadratic coupling to acoustic phonons, and the excitation-induced dephasing. Furthermore, by inferring two-dimensional spectra, I demonstrate coherent couplings between various exciton complexes. Finally, I highlight a new multi-wave mixing protocol to control the coherent response of a single exciton, and I propose to employ it to control long-range radiative coupling between two QDs, which is a fundamental step towards achieving a quantum logic gate in solids

Le travail présenté dans cette thèse tend à faire un premier pas vers l’utilisation de l’optique non linéaire dans le contexte interférométrique de la synthèse d’ouverture en astronomie optique. L’objectif principal de ce travail consiste à caractériser expérimentalement un phénomène d’interférences de signaux infrarouges en transférant les propriétés vers les signaux convertis dans le domaine visible par somme de fréquences. Les signaux infrarouges seront mélangés avec un laser de pompe monochromatique et polarisé rectilignement à 1,064 μm dans un cristal non linéaire PPLN (Niobium de Lithium à polarisation périodiquement inversée) de type massif ou guide d’onde afin d’être converti à une longueur d’onde de 632 nm. Cette opération est effectuée en entrée des deux voies d’un interféromètre fibré. Les signaux convertis sont ensuite recombinés, mélangés et comparés aux résultats obtenus par un interféromètremonté en parallèle et travaillant directement à la longueur d’émission des sources infrarouges à 1,55 μm. Dans la pratique, nous avons effectué nos expériences dans une configuration des plus simples afin de mesurer la cohérence temporelle puis spatiale des sources en analysant les signaux convertis. Tout d’abord nous avons utilisé un rayonnement bi-fréquences centré autour 1,55 μm avec un faible écart spectral pour démontrer expérimentalement le transfert de la cohérence temporelle par somme de fréquences, conséquence du théorème de Wiener Kinchine. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé un doublet spatial à 1,55 μm pour démontrer expérimentalement le transfert de la cohérence spatiale, conséquence du théorème de Zernike Van Cittert
The main scope of the present thesis is to pave the way for the use of non-linear optics in the context of interferometric synthetic aperture in astronomy. The principal achievement is the experimental characterization of the interference of infrared signals with an interferometer working at visible light. This fact is made possible through the use of a nonlinear up-conversion mechanism which preserves the information of the phase front of the signal. The infrared signals at 1,550 μm have been mixed with a common monochromatic pump laser linearly polarized at 1,064 μm in periodically poled Lithium Niobate crystals. Either bulk crystals or waveguides have been used to obtain final up-converted radiations at 632 nm. The simplest case of stellar interferometer combines the radiation of two telescopes. To replicate the same observation at visible wavelengths, we used two distinct up-conversion stages driven by a common pump. The up-converted signals are then recombined andmixed. Such results have been systematically compared with those obtained by a parallel experimental setup based on an infrared interferometer working as a reference. We have focused our experiments to very simple and archetypal configurations in which we measured their temporal or spatial coherence by analyzing the up-converted radiations. In a first set of experiments the signal was composed by a doublet of closely spaced frequencies a bi-frequency radiation centered around 1. 55 μm with a low spectral gap. Our scope was to demonstrate experimentally that the up-converion by sum frequency generation keeps preserved the temporal coherence, as a consequence of theWiener Kinchine theorem. In a second set of experiments, we used a spatial doublet at 1. 55 μm to demonstrate that the same wavelength up-conversion also preserves the spatial coherence, as predicted by the corresponding theorem of Van Cittert Zernike

La concentration de plus en plus importante de la population dans les milieux urbains exposés à une forte sismicité peut générer de plus en plus de dommages et de pertes. La réponse sismique en milieu urbain dépend des effets du site (direct amplification et non-linéarité du sol) et du couplage entre le sol et les structures (interaction sol-structure et site-ville). Par conséquent, la compréhension de la sismologie urbaine, c'est-à-dire le mouvement du sol intégrant l'environnement urbain, est critique pour réduire les dommages. Cela passe par la prédiction du mouvement du sol dans le milieu urbain, ingrédient fondamental à l'évaluation de l'aléa sismique. La prise en compte de l'amplification provoquée par la présence de sédiments est largement étudiée. Au contraire, la réponse non-linéarité du sol et du couplage entre le sol et la structure est rarement intégrée à la prédiction du mouvement du sol. A cause de leur complexité, ces problèmes ont toujours été abordés séparément. Dans ce contexte, cette thèse analyse la réponse non-linéaire du système sol-structure en intégrant la non-linéarité du sol et de l'interaction sol-structure. Deux travaux expérimentaux ont été conduits, avec comme but de proposer un proxy, rendant compte de la non-linéarité du sol. Le premier est l'essai en centrifugeuse qui reproduit à échelle réduite la réponse du sol et des structures. L'état de contrainte et de déformation est conservé en appliquant une accélération artificielle au modèle. Cet essai a été effectué à IFSTTAR Nantes dans le cadre de l'ANR ARVISE. Différentes configurations ont été testées, avec et sans bâtiments, sous différents niveaux de sollicitation, pour analyser la réponse du sol et des structures. Le deuxième utilise les enregistrements des réseaux accélérométriques verticaux de deux sites tests californiens : Garner Valley Downhole Arrat (GVDA) et Wildlife Liquefaction Array (WLA), gérés tout deux par l'Université de Californie, Santa Barbara (UCSB), Etats-Unis. La réponse in-situ est importante car elle décrit le comportement réel du site. Plusieurs informations décrivant les conditions de sites sont disponibles et les séismes enregistrés ont permis de tester plusieurs niveaux de déformations pour reconstruire la réponse globale de chaque site. De plus, le site GVDA est équipé d'une structure Soil-Foundation-Structure-Interaction (SFSI) qui a comme objectif d'étudier les problèmes d'interaction sol-structure. Dans les deux expériences, grace au réseau accélérométrique vertical dans le sol et la structure, on peut appliquer la méthode de propagation d'ondes 1D pour extraire la réponse de ces systèmes. Les ondes sont considérées comme des ondes SH qui se propage horizontalement dans une couche 1D. La méthode interférométrie sismique par déconvolution est appliquée pour extraire l'Impulse Response Function (IRF) du système 1D. On analyse ainsi la variation de Vs en fonction de la solliictation et à différente position dans le sol ainsi que la variation des éléments expliquant la réponse dynamique du système sol-structure. On propose au final un proxy de déformation permettant de rendre compte mais aussi de prédire la nonlinéarité des sols en fonction des niveaux sismiques subits
The concentration of population in urban areas in seismic-prone regions can generate more and more damages and losses. Seismic response in urban areas depends on site effects (direct amplification and nonlinearity of the soil) and the coupling between the soil and structures (soil-structure and site-city interaction). Therefore, the understanding of urban seismology, that is the ground motion incorporating the urban environment, is critical to reduce the damage. This requires the prediction of ground motion in urban areas, a fundamental element in the evaluation of the seismic hazard. Taking into account the amplification caused by the presence of sediment has been widely studied. However, the non-linearity of the soil and the coupling between the ground and the structure is seldom integrated to the prediction of the ground motion. Because of their complexity, these problems have been addressed separately. In this context, this dissertation analyzes the non-linear response of the soil-structure by integrating the non-linearity of the soil and the soil-structure interaction. Two experimental studies were performed, with the aim of providing a proxy that reflects the non-linearity of the soil. The first is the centrifuge test that reproduces the response of soil and structures at reduced scale. The state of stress and strain is conserved by applying an artificial acceleration model. This test was performed at IFSTTAR Nantes in the framework of the ANR ARVISE. Different configurations were tested with and without buildings, under different stress levels, to analyze the response of the soil and structures. The second uses the vertical accelerometric networks of two sites in California: Garner Valley Downhole (GVDA) and the Wildlife Liquefaction Array (WLA), both managed by the University of California, Santa Barbara (UCSB), USA. In-situ response is important since it describes the actual behavior of the site. Information describing the conditions of sites is widely available and the earthquakes recorded were used to test several levels of shaking to reconstruct the overall response of each site. In addition, the GVDA site is equipped with a Soil-Foundation-Structure-Interaction structure (SFSI) which aims to study the problems of soil-structure interaction. In both experiments, thanks to the vertical accelerometer network in the ground and the structure we are able to apply the 1D wave propagation method to extract the response of these systems. The waves are considered as an SH wave which propagates in a 1D horizontal layer. Seismic interferometry by deconvolution method is applied to extract the Impulse Response Function (IRF) of the 1D system. Thus the analysis of the variation in function of elastic properties of the soil and the structure is done under several magnitude of shaking, including variation in depth and the elements of the total response of the structure including the soil-structure interaction. At the end, a deformation proxy to evaluate and also to predict the nonlinear response of the soil, the structure and the soil-structure interaction is proposed

Les signaux de coda issus de diffusion multiple sont extrêmement sensibles aux petites perturbations du milieu de propagation et permettent d’accéder à des informations sur l’endommagement des matériaux. Récemment, une méthode qui combine l’acoustique non linéaire et l’interférométrie de coda (NCWI: Nonlinear Coda Wave Interferometry) a été proposée et appliquée sur plusieurs types de matériaux (verre, mortier et béton). Dans cette thèse, des modèles numériques (pour des milieux homogènes et hétérogènes) sont développés avec la méthode des éléments spectraux pour relier les effets non linéaires observés par la NCWI à des propriétés de l’endommagement comme : le changement du module d’élasticité et du facteur de qualité au sein d’une zone d’endommagement effective (EDZ: Effective Damaged Zone), la surface de l’EDZ, la présence ou non de fissures dans l’EDZ, le changement de la longueur des fissures et leur nombre. L’objectif est de pouvoir simuler les codas hautes fréquences dans un milieu multi-diffusant en présence de différents types de non-linéarité et de proposer des modèles utiles pour le diagnostic et l’optimisation de dispositifs expérimentaux. Une validation expérimentale des lois reliant les paramètres de l’endommagement aux observables NCWI est effectuée sur une plaque d’aluminium percée. Les effets non linéaires sont causés par les contacts des filets d’un nombre variable de vis dans la plaque. NCWI permet la caractérisation et le suivi de non-linéarité, elle répond parfaitement aux besoins d’Évaluation et Contrôle Non Destructifs pour les endommagements précoces dans les matériaux complexes
Coda waves are extremely sensitive to small disturbances of the propagation medium and therefore offer abundant information related to material damages. Recently, a method that combines Nonlinear acoustics and Coda Wave Interferometry (NCWI) has been proposed and applied to several types of materials (glass, mortar and concrete). In this thesis, numerical models (for homogeneous and heterogeneous medias ) are developed using the spectral element method to study the nonlinear acosutic effects highlighted by a pump wave of large amplitude and low frequency. Several parameters are related to the influence of the pump wave: the change of the elastic modulus and the quality factor within an area of Effective Damaged Zone (EDZ), the surface of the EDZ, the presence or absence of cracks within the EDZ, the change of the crack lengths and their number. The aim of numerical modeling is to be able to simulate ultrasonic coda waves in a multiple scattering medium with the presence of different types of non-linearities and to propose numerical models that are useful for the diagnosis and optimization of experimental set-ups. An experimental validation of laws linking damage parameters to NCWI observables is performed on a perforated aluminum plate. The nonlinear effects are caused by the contacts of the threads of a variable number of screws in the plate. NCWI allows the characterization and monitoring of different types of non-linearities: it perfectly answers the needs of Non Destructive Evaluation and Testing for early damage detection in complex materials