Détermination des paramètres ultrasonores de quelques polymères par une nouvelle méthode dʹajustement

Résumé The propagation velocities and attenuation factors of the ultrasonic waves (longitudinal and transverse) were determined on four commercial polymers by three different methods. The rheological method consists in the measure of the shear modulus G* at low frequencies and the extrapolation to the high frequencies with the master curves log G*=f(log ω). Then the ultrasonic parameters are calculated as functions of G*. For the two polymers studied, this method gives smaller values than the ultrasonic methods. The direct ultrasonic method gives approximate values, especially for the attenuation factors of the waves. Indeed, the angular spectra of reflection and transmission calculated using these values generally do not superimpose with the experimental spectra. We present here an ultrasonic method which gives a better precision, making easier the adjustment of the theoretical on the experimental spectra. It consists in identifying beforehand on these spectra the extrema which depend exclusively on the longitudinal or the transverse waves, by the theoretical study of the elementary waves which make up the beam reflected by the polymer. By adjusment on these extrema, we can measure independantly the longitudinal and the transverse parameters. So the number of the parameters which are simultaneously adjustable is reduced, and the precision of the measurements is improved. This method is particularly adapted to the very absorbant materials like polymers. Les vitesses de propagation et les coefficients dʹatténuation des ondes ultrasonores (longitudinales et transversales) ont été déterminés sur quatre polymères commerciaux par trois méthodes différentes, à partir de mesures rhéologiques et acoustiques. La méthode rhéologique consiste à mesurer le module de cisaillement G* à basse fréquence et à lʹextrapoler vers les hautes fréquences à lʹaide des courbes maı̂tresses log G*=f(log ω). Les paramètres ultrasonores transversaux sont ensuite exprimés en fonction de G*. Pour les deux polymères étudiés, elle conduit à des valeurs plus faibles que celles obtenues par les méthodes ultrasonores. La méthode ultrasonore directe donne des valeurs approximatives, surtout en ce qui concerne les coefficients dʹatténuation des ondes. En effet, les spectres angulaires de réflexion et de transmission calculés théoriquement à partir de ces valeurs, ne se superposent pas en général avec les spectres expérimentaux. Nous présentons une méthode ultrasonore qui conduit à une meilleure précision de mesure, en facilitant lʹajustement de ces spectres théoriques sur les spectres expérimentaux. Elle consiste à identifier préalablement sur ces spectres les extrema qui sont liés exclusivement aux ondes longitudinales ou aux ondes transversales, à partir de lʹétude théorique des ondes élémentaires qui constituent le faisceau réfléchi par le polymère. En réalisant lʹajustement sur ces extrema, on mesure indépendamment les paramètres longitudinaux et les paramètres transversaux. Le nombre de paramètres simultanément ajustables étant diminué, la précision des mesures est ainsi améliorée. Cette méthode est particulièrement adaptée aux cas des matériaux très absorbants tels que les polymères.