Chapitre 2 A - Auscultation, surveillance et diagnostic...

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  • A - Auscultation, surveil lance et diagnosticdes ouvrages et reconnaissance des sols

    Chapitre 2 La vie scientifique et technique

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    e programme illustre latransversalit de la stratgiede recherche du Laboratoire

    Central des Ponts et Chausses. Sansperdre de vue la priorit qui consiste conserver la valeur de lexceptionnelpatrimoine routier franais, les quipes duLCPC dmontrent galement quellessavent introduire de nouvellestechnologies dans le gnie civil, pour lesouvrages gotechniques et urbains ainsique dans lexploitation et lentretien desinfrastructures routires. Lensemble destravaux entrepris dans ce programmeproduit, outre des publications scientifiqueet techniques, des mthodologiesdvaluation, des matriels, des textes derecommandations (guides techniquesnotamment) ou des textes normatifs.

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    en pression. Ce dernier est constitudun moteur dplaant une aiguilledans un tube rempli dhuile. Ledplacement de cette aiguille quientrane un changement du volumeutile produit une variation de lapression et permet ainsi le fonction-nement de l'asservissement. Undispositif de remplissage automa-tique d'huile complte l'installationafin de garantir le fonctionnementmme lorsque l'aiguille arrive en finde course et ce sans perturber l'es-sai, grce une lectrovanne iso-lant le vrin pendant cette opra-tion. Un logiciel gre lensemble descommandes, l'asservissement, l'en-registrement des mesures et le rem-plissage automatique dhuile.Le dispositif permet de monter une pression de 50 MPa avec unersolution infrieure 0,1 MPa.

    Pour rpondre aux besoins exprimsde suivi des ouvrages neufs enbton et partant du nouveauconcept des ponts intelligents ,une mthode permettant de suivredirectement lvolution des contrain-tes et des moments flchissants aucur dun matriau de structure at mise au point conjointementavec FDOA, SMI et le LREP. Le dispo-sitif install ds la construction delouvrage comprend un vrin plat faces circulaires fix dans la struc-ture avant le btonnage. Deux sys-tmes identiques de mesures desdformations sont placs, suivantla normale son plan : lun actif proximit immdiate du vrin, laut-re en milieu proche non perturbpour servir de rfrence, l'ensembletant raccord une centrale d'ac-quisition (figure 1).Schmatiquement, il sagit dunemthode de zro o lon compare entemps rel ltat perturb ltat derfrence pour rtablir le champnominal de contraintes au sein dumatriau. Pour ce faire, un asservis-sement est ralis en agissant sur lapression dhuile dans le vrin afin demaintenir en permanence lidentitde ces deux tats. La pression mesu-re en continu par un capteur fournitla valeur de la contrainte relle.Lappareillage (figure 2) a ncessitla conception et la ralisation dunvrin plat et dun systme de mise

    Figure 2 : Montage exprimental.

    Figure 1 : Schma de principe.

    Dispositif de suivi des contraintesdans les btonsContact : Jean-Marie.Caussignac@lcpc.fr

    Systme de mesure de dformation

    PC de Commande

    Dispositif de mise en pression

    Capteur de pression

    Rserve dhuile

    Centrale dacquisition

    Vrin plat

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  • tire, par un groupe de travail com-pos dexperts du CRR (B), CEDEX(E), DWW (NL), DRI (DK), LCPC (F),TRL (UK), VTI (S), ZAG (SI), et animpar le CRR. Il comprenait six opra-tions principales pilotes par cer-tains de ces laboratoires :- coordination du projet (CRR)- inventaire des appareils et mtho-

    des de mesure utiliss en Europe(CRR)

    - comparaison des mthodes demesure (CRR)

    - comparaison des mthodes dana-lyse des profils relevs (TRL)

    - tude de linfluence des erreurs demesure sur les valeurs des indica-teurs duni (VTI)

    - organisation dune campagne des-sais interlaboratoires (BASt, DWW)

    - comparaison des profils relevs etdes indicateurs duni calculs partir de ces profils (CRR, LCPC).

    La partie exprimentale de ce projetsest droule en septembre 1998sur une douzaine de sections testsrparties sur des routes en serviceet des pistes dessai aux Pays-Baset en Allemagne. Vingt six appareilsen provenance de quatorze payseuropens, ont particip cesessais. Le LR dAutun a mis enuvre son appareil Palas 2 pour lerelev des profils transversaux ; le LCPC a apport son concours auxquipes belges (pour les mesuresduni longitudinal avec lAPL) et polo-naise (mesure avec TUS). Le LCPC ade plus contribu cette partieexprimentale en dfinissant le plan

    Fin 2001, avec la finalisation et ldi-tion des deux derniers rapports, sa-chevait le projet de recherche pr-normative FILTER (FEHRLInvestigation on Longitudinal andTransverse Evenness of Roads) dontla conception avait dbut six ansplus tt, et auquel le LCPC et lesLRPC ont contribu de faon signifi-cative. Ce projet avait t engag la suite de lintrt et du succsdun projet similaire conduit parlAIPCR (Association mondiale de laroute), entre 1988 et 1995 dans ledomaine de la texture et de ladh-rence des chausses.Lobjet du projet FILTER tait de dfi-nir les bases dune harmonisation lchelle europenne, voire mondia-le, des mthodes de mesure de lunilongitudinal et de luni transversaldes chausses. Les rsultats entaient particulirement attenduspar le comit de normalisationCEN/TC 227/WG 5, charg dlaborerdes normes europennes dessaidans le domaine des caractris-tiques de surface des chaussesroutires et aronautiques. Le projetFILTER tait combin deux autresprojets similaires , lun amricain,lautre japonais, au sein du projetEVEN (EVENness) pilot par le comi-t technique C1 des caractris-tiques de surface de lAIPCR.Le projet FILTER a t conduit souslgide du FLERR (FEHRL, enanglais), le Forum des laboratoirespublics europens de recherche rou-

    Le projet de recherche Filter du FLERRContact : Michel.Boulet@lcpc.fr

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    Relev du profil en long laide de lAPL

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    - de Wit L. B., Kempkens E., SjgrenL. and Ducros D. M., FILTERExperiment Organization andCarrying out a ComparisonExperiment of High-SpeedLongitudinal and Transverse RoadEvenness Measuring EquipmentUsed in Europe, FEHRL TechnicalNote 1999/02, edition DWW etBASt.

    - Descornet G., Berlmont B. andMartin J. M., FILTER Experiment Analysis of TransverseMeasurements, BRRC (Brussels,Belgium) editor, FEHRL TechnicalNote (2000/01).

    - Willett M., Magnusson G. and FerneB., FILTER - Theoretical Study ofIndices, FEHRL Technical Note2000/2, dition TRL.

    - Ducros D. M., Petkovic L., AlonsoAnchuelo M., Andrn P., BerlmontB., Descornet G., Jendryka W. andYanguas S., FILTER Experiment Longitudinal, Analyses FEHRL Finalreport 2001/1, dition LCPC.

    Un groupe de travail du CEN/TC227/WG 5 est dores et dj en traindexploiter les rsultats du projetFILTER pour btir un projet de normedessai europenne pour la mesurede luni longitudinal des chausses.Ce projet de norme identifiera troismodes danalyse de profil qui pour-raient tre appliqus par la majoritdes profilomtres utiliss enEurope : calcul de lindicateur IRI(International Roughness Index),analyse spectrale des profils, calculdindicateurs duni par bandesdonde.

    dexprience, en organisant lanaly-se des rsultats de mesure dunilongitudinal, et en participant la-nalyse des rsultats de mesureduni transversal.Outre les prsentations qui ont tfaites de ce projet et de ses princi-paux rsultats lors du 21e congsmondial de la route (Kuala Lumpur,septembre 1999), du 4e symposiuminternational sur les caractristiquesde surface des chausses SURF2000 (Nantes, mai 2000), du 80e

    congrs annuel du TransportationResearch Board amricain(Washington, janvier, 2001), la principale production de ce projetest constitue de cinq rapports :- Descornet G., FILTER Experiment,

    Inventory of High-SpeedLongitudinal and Transverse RoadEvenness Measuring Equipment inEurope, FEHRL Technical Note1999/01, dition CRR.

    Le projet de recherche Filter du FLERR (suite)

    Mesure du profil en travers par ultra-sons, matriel TUS Le transversoprofilographe laser PALAS 2

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    Une mthode de mesure non des-tructive des paisseurs de chaus-se a t dveloppe. Les moyenstechniques utiliss peuvent tre soitun radar impulsionnel classiquemuni dun couple dantennes cor-nets ou diples bitriangles, soit unradar sauts de frquences quipdun couple dantennes Vivaldi .La mthode de mesure est celle duCommon Middle Point (CMP). La dis-tance entre lantenne mettrice etlantenne rceptrice (ou loffset) estvariable. Des mesures prcisesbases sur la propagation des ondeslectromagntiques dans la chaus-se ont ncessit une tude sur lecomportement dilectrique desmatriaux sur la bande de frquenceutilise (jusqu plusieurs GHz). Lestechniques dinversion numrique etles dispositifs exprimentaux ontt optimiss (au regard de la dter-mination des paisseurs et permitti-vits des couches auscultes)grce des donnes synthtiquesissues de modlisations numriquesde propagation. Un ensemble demesure sur sites-test a permis devalider les solutions proposes etdenvisager la suppression des son-dages destructifs grce un carot-tier virtuel utilisant un radar offsetvariable.

    Pour caractriser ltat dune struc-ture routire, des moyens de contr-les efficaces permettent prsentdoptimiser les phases de mise enuvre et dentretien. Dans cet objec-tif, le radar trs hautes frquencesest utilis comme appareil decontrle des paisseurs de chaus-ses. Il permet une auscultation grand rendement de la structureobserve : il fournit le temps de tra-jet des ondes lectromagntiquesrflchies sur les contrastes dilec-triques rencontrs (interfaces entrecouches). Pour interprter ces tempsde parcours en terme dpaisseurs,il faut prlever localement deschantillons laide de sondages parcarottage.