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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8

DÉTECTION DES GAINES & RAM

Renforcement en tissu

Carbone

Renforcement en tissu

Carbone et LHM (protection

anti-UV)

VIPP renforcement carbone

9 Colloque Le Pont – 15-16/10/2019 – La Tomographie

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9

Tissu

carbone

RADAR Profondeur max

de détection : 50 cm

DÉTECTION DES GAINES & RAM VIPP renforcement carbone

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10

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

13 13 13

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DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES

14 Colloque Le Pont – 15-16/10/2019 – La Tomographie

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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

DÉTECTION DE DÉFAUTS D’INJECTION & LIMITES

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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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