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Surveiller,

diagnostiquer & renforcer les

structures précontraintes

Journée Technique

Vendredi 25 septembre 2015

à l’Amphithéâtre de la SMABTP

UScan® & Sonde capacitive

Solutions pour

la

maintenance

des

infrastructures

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Pierre-Antoine LaeufferIngénieur Instrumentation Génie Civil

+33 (0)[email protected]

UScan®: Détection Ultrasonique des défauts

dans les fils de précontraintes en acier

vendredi 25 septembre 2015Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes

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UScan®: Historique

Développement démarré par l’IFSTTAR en

2008

Laguerre L. and Treyssède F. (2008), “Some

recent advance towards a better understanding

of wave propagation in a seven-wire strand”

Laguerre L. (2009), “Non-destructive testing of

seven-wire strands using ultrasonic guided

waves”, NDTCE’09

Système validé après de nombreux tests sur

site et en laboratoire


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Envoi d’une onde ultrason

Analyse des réflexions de l’onde US

Détection des fils rompus

Discontinuité

Propagation jusqu’au

défaut

Echo généré par le défaut

Signal retournant vers le capteur

Onde US envoyée à partir de

l’extrémité du fil

Capteur UScan

UScan®: Principe


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UScan®: Equipement

Simple et sur batterie

Emetteur / Récepteur US

Valise de mesure

Toughbook (PC durci)

Kit de préparation pour la

surface des torons


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Enlever le capot de protection de l’ancrage

Enlever la cire (risque d’incendie au moment du meulage des fils)

Tronçonner l’extrémité des fils

Polir la surface dont la tribologie est très importante pour la performance des mesures

OK

UScan®: Préparation des torons


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UScan®: Les Mesures

Chaque fil est mesuré

2 fois

Les fils/torons sont

identifiés dans le

logiciel et la longueur

de la partie libre est

mesurée


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UScan®: Analyse des données


9

Wire without a defect

L’analyse des données estfaite au bureau

Les fils sont classifiés dans 3 catégories

Vert = Pas de défaut / pas de signal réfléchi

Orange = Défaut possible / faible signal réfléchi

Rouge = Haute probabilité de fil rompu / grand

signal réfléchi

Choix de fréquence

et filtrage de signal

Fichier de

mesure

Fonction pour le

data processing

UScan®: Analyse des données


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UScan®: Domaines d’application

Toron de type T15 avec ancrage en clavette ou manchon

200.000 mesures réalisées ces 3 dernières années

Missions réalisées sur des ponts à haubans ou suspendus et

dans une centrale nucléaire


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Sonde capacitive

Contrôle Non Destructif de câbles

de précontraintes extérieurs


13


13

Sonde capacitive: le problème

Deux défauts aux conséquences

lourdes:

Absence de coulis

Présence de pâte blanche

Acier non passivé Corrosion

Méthode traditionnelle d’inspection:

Inspection au marteau

Détecte uniquement les grands vides: Petites cavités et pâtes blanches non détectées

N’assure pas la sécurité des équipes d’inspection. Taper sur un câble endommagé est une vraie problématique.

Gammagraphie

Inspecte une faible longueur

Méthode lente, chère et demandant la fermeture du pont.

=> Besoin d’une nouvelle méthode sûre et abordable


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Méthode issue de la R&D

Plusieurs années de recherche Universitaire

Validation à travers des campagnes de tests sur chantier et des

simulations numériques.


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SETRA: Méthode recommandée


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Les ponts construis du début des années 80 aux années 2000 sont

particulièrement à risques

SETRA: Méthode recommandée


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Sonde capacitive: Principe

Mesurer les propriétés électriques

des matériaux entre 2 électrodes

Coulis de ciment

Torons

Vides

Pâte blanche

Des propriétés électriques

différentes


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Sonde capacitive: Principe

La sonde est déplacée le long

de la gaine et autour de la

gaine

Le logiciel fournit une

cartographie complète de la

section de la gaine


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Sonde capacitive: Matériel


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Sonde capacitive: Défauts détectés


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Exemple de pâte blancheExemples des vides

Résultats typiques: gaine saine


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α = 0°

α = 45°

α = 90°

Résultats typiques: Acier non

protégé


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α = 0°

α = 45°

α = 90°

Valeurs basses qui indiquent la pâte blanche

Logiciel: vues d’écran

Déplacement longitudinal Déplacement circulaire


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Sonde Capacitive: Conclusion

Le capteur capacitif est un outil efficace pour les mesures non

destructives (NDT) des câbles de précontrainte extérieurs.

Détection et localisation « précise » des défauts d’injection

comme des vides et de la pâte blanche (Validé et développé par

l’IFSTTAR (LCPC)

Seule méthode capable de détecter la « pâte blanche »

Encombrement « minimal »

Inspection rapide (jusqu’à 1000ml /jour, dépendant de l’accès au

câbles)

Domaine d’application: Haubans / Précontrainte extérieure avec

une gaine en plastique


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UScan® & Sonde capacitive

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Pierre-Antoine LaeufferIngénieur Instrumentation Génie Civil

+33 (0)[email protected]