Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1553-1561 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:0198000150100155300

Mesure de rugosité par interférométrie acoustique et corrélation de speckles

C. Gazanhes, A. Calaora et R. Condat

Département d'Acoustique, C.N.R.S., 31 chemin Joseph-Aiguier, 13274 Marseille Cedex 2, France

Abstract
Measurement of surface roughness can be achieved by means of acoustical speckle correlation. The same rough surface is illuminated by two coherent ultrasonic waves, under two different angles of incidence. The two scattered waves (the acoustical speckle) are correlated. The correlation depends on the standard deviation of the surface roughness, the angles of incidence and the ultrasonic wave lengh. Properties of speckle correlation are reviewed. An acoustical interferometer constructed on the basis of using speckle correlation is described. With this instrument and for normally distributed surfaces, an experimental investigation on surface roughness is conducted systematically for various concrete surface roughness (0.025 mm < σ < 2.39 mm) with an ultrasonic frequency of 1 MHz.

Résumé
La rugosité d'une surface peut être déterminée par la corrélation de speckles acoustiques. On éclaire la surface à étudier sous deux incidences différentes au moyen de deux sources ultrasonores cohérentes. Les deux ondes diffusées (les speckles acoustiques) par la surface sont corrélées. La corrélation dépend des angles d'incidence, de la longueur d'onde ultrasonore et de l'écart-type des rugosités. Après avoir rappelé les principaux résultats relatifs à la corrélation des speckles, on décrit un interféromètre acoustique qui permet de réaliser cette corrélation. On étudie différentes rugosités de surface de béton (0,025 mm < σ < 2,39 mm) avec une fréquence ultrasonore de 1 MHz. Les rugosités sont supposées normalement distribuées.

PACS
0630C - Spatial variables measurement.
4385 - Acoustical measurements and instrumentation.
6820 - Solid surface structure.
6825 - Mechanical and acoustical properties of solid surfaces and interfaces.

Key words
acoustic wave interferometry -- concrete -- speckle -- surface topography measurement -- ultrasonic measurement -- acoustic interferometry -- surface roughness -- acoustical speckle correlation -- coherent ultrasonic waves -- angles of incidence -- scattered waves -- ultrasonic wavelength -- concrete