LA TOMOGRAPHIE US - Le Pont
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LA TOMOGRAPHIE US Mercredi 16 octobre 2019
Christopher OSTROWSKI – Sixense Engineering Présentation préparée par
TOMOGRAPHIE ULTRASONORE : GÉNÉRALITÉS
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Technologie
Ondes ultrasonores de cisaillement
Antenne multi-capteurs à pointe sèche (40-48 transducteurs
émetteurs/récepteurs)
Gamme de fréquences entre 20 et 100kHz
Analyse point par point des signaux temporels
Algorithme SAFT (Technique de focalisation à ouverture synthétique)
Imagerie d’intensité/contraste
Méthode de reconstruction en 2D ou 3D
Présentation générale de l’outil
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Ultrasonore
TOMOGRAPHIE ULTRASONORE : GÉNÉRALITÉS
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Avantages et limites
Profondeur d’investigation dans le béton : ~ 1,6 m
Détection des défauts volumiques/interfaciques
— Interfaces béton/armature, béton/air et béton/eau
— Délamination
— Hétérogéniété (vide, poche d’eau, nid de caillou, etc.)
— Détection des gaines
— Vides d’injection dans les gaines de précontrainte
Rugosité de surface
Précision
± 10 % de la profondeur Z
± 3 cm en implantation XY
Rendement
Surfacique (250 cm²)
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PRINCIPE DE LA TOMOGRAPHIE US
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Emission
n°1
Emission
n°N+1
Emissions et réceptions
multiples
Détection d’un
désordre
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EQUATIONS DE BASE
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Impédance acoustique
Z1
Z2
Béton
Acier
Béton
Air
Coefficient de réflexion
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DÉTECTION DES GAINES & RENFORCEMENT CARBONE
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CARBONE À RÉSINE EXPOXYDIQUE
= RAM
(RADAR ABSORBENTE MATERIALS)
ONDES ELECTROMAGNÉTIQUES
ABSORBÉES TECHNIQUE IMPACTÉE : RADAR
DÉTECTION DES GAINES DERRIÈRE UN
RENFORCEMENT CARBONE
VIPP renforcement carbone
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DÉTECTION DES GAINES & RAM
Renforcement en tissu
Carbone
Renforcement en tissu
Carbone et LHM (protection
anti-UV)
VIPP renforcement carbone
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Tissu
carbone
RADAR Profondeur max
de détection : 50 cm
DÉTECTION DES GAINES & RAM VIPP renforcement carbone
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RADAR
DÉTECTION DES GAINES & RAM VIPP renforcement carbone
Prof : 0 cm Prof : 4 cm Prof : 8 cm
Pachomètre
DÉTECTION DES GAINES & RAM
Grille de quadrillage centrée sur le tissu carbone :
Grille de quadrillage centrée sur le tissu carbone et parallèle à la gaine de
précontrainte
Tissu
Carbone,
recouvert
de LHM
Gaine
de précontrainte
Armatures
passives
Gaine
de précontrainte
Delimitation du tissu carbone
Delimitation du tissu carbone
Gaine
de
précontraint
e
Gaine
de
précontraint
e
Armatures
passives
Armatures
passives
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Profondeur
de la gaine : 6 cm
Profondeur max
de détection : 10 cm
VIPP renforcement carbone
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DÉTECTION DES GAINES & RAM
Épaisseur de la
poutre 20 cm
Parement de la poutre avec
LHM sur tissu carbone
Détection au droit de la
gaine
Parement de la poutre
avec LHM – hors tissu
carbone
Détection au droit de la
gaine
Gaine
Gaine
Parement
de la poutre avec LHM
sur tissu carbone
Détection en dehors de
l’axe de la gaine
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Précision de l’axe
de la gaine (Ø 50 mm) :
• +/- 3 cm par
rapport à l’axe
• enrobage gaine 6
cm
VIPP renforcement carbone
DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES
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Absence de coulis
Vide
Pollution (Cl-)
Eau Corrosion
Coulis
Alcalinité élevé
Atmosphère sèche
Protection
Détection des vides d’injection dans les gaines de précontrainte
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DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES
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Corps d’épreuve précontraint (gaine injectée – gaine vide)
DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES
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Procédure du test Représentation
3D
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B-scan de la gaine
vide
Corps d’épreuve : dalle avec gaine injectée – gaine vide
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D-scan de la gaine
vide (Unité en mm)
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D-scan de la gaine injectée
Corps d’épreuve : dalle avec gaine injectée – gaine vide
DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES
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Difficultés à discriminer certains cas de figure
Limitée en profondeur de la détection
Superposition des gaines dans la profondeur
Qualité des signaux et de leur traitement
Validation nécessaire par sondage (fenêtre) ou
gammagraphie
Accès
Etat de surface
Structure épaisse
Ferraillage passif dense
Zone engorgée
Profondeur des gaines
Géométrie du massif
Corps d’épreuve : dalle avec gaine injectée – gaine vide
AVANCÉES RÉCENTES
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Répondre à la difficulté de détection du remplissage des gaines : Analyse du déphasage
AVANCÉES RÉCENTES
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Image
d’intensité
Image de phase
Vides
probables
Exemple d’un pont caisson
Tomographie - IE
BILAN
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La tomographie US est de plus en plus utilisée
La technologie permet de se substituer/palier à des
techniques courantes de détection
C’est une alternative à la détection de gaines et de défauts
derrière les renforcements carbone
La tomographie US reste prometteuse vis-à-vis de la
gammagraphie ou la thermographie Active de phase pulsée
L’analyse de phase est la méthode la plus
prometteuse...mais ca reste un challenge!
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