Auscultation, instrumentation et diagnostic
Ce thème est dédié au développement et à l’évaluation de techniques d’auscultation, d’instrumentation et de diagnostic des structures existantes. Les activités du laboratoire se concentrent sur l’évaluation de méthodologies de contrôle ou de monitoring des points les plus critiques et les moins accessibles rencontrés sur site au vu des retours d’expérience (ancrage des câbles, auscultation des parties de câbles non accessibles, évaluation de l’endommagement en fatigue pré-fissuration, auscultation des assemblages collés en vue de détecter des défauts d’adhésion, …).
Quelques projets
Projet Ponts Connectés : CAHPREEX
Avec ses partenaires Artelia, Autoroutes Paris Rhin Rhône et l'Université de Bretagne Occidentale, le laboratoire SMC est lauréat de l'appel à projets Ponts Connectés piloté par le CEREMA grâce à son projet CAHPREEX.
Basé sur l'utilisation de capteurs de technologie RFID, développés à l'Université de Bretagne Occidentale, ce projet vise à faciliter les travaux d'inspection des ancrages de haubans et de précontrainte ainsi que la vérification de l'état des gaines de précontrainte extérieur et plus particulièrement des jonctions de conduites, éléments sensible de ces ouvrages.
De par leur faible coût, ces capteurs RFID doivent permettre de réduire les coûts d’inspection tout en maintenant un haut niveau de suivi des éléments instrumentés.
A terme, une expérimentation in situ sur des ouvrages proposés par l'APRR sera réalisée. Cette dernière partie conclura ce projet qui durera 2 années.
(Contact local : Yannick FALAISE - yannick.falaise(at)univ-eiffel.fr )
Auscultation non destructive de câbles du génie civil dans leurs ancrages par acousto-ultrasons
Les infrastructures du génie civil ont besoin d’être régulièrement évaluées vis à vis de leur état de santé structurale. Parmi ces éléments à ausculter, les plus sensibles sont les câbles car ils sont soumis à des sollicitations environnementale et mécanique sévères. Le monitoring des parties courantes des structures du génie civil est de plus en plus maitrisé mais il existe plusieurs parties non accessibles aux techniques d’auscultation classiques notamment les zones d’ancrage des câbles où des mécanismes d’endommagement peuvent se manifester et conduire à la rupture du câble
Parmi les diverses techniques potentielles, nous investiguons le potentiel des acousto-ultrasons pour ausculter ces zones très spécifiques. La technique des acousto-ultrasons est une méthode non destructive active consistant en l’émission puis la réception d’une onde ultrasonore ayant interagi avec le matériau/la structure. Elle combine une analyse des signaux recueillis suivant le formalisme de l’émission acoustique avec une méthodologie de caractérisation ultrasonore.
Notre laboratoire réalise les corps d’épreuve, met en œuvre les système d’acousto-ultrasons et analyse les données recueillies.
(Contact local : Laurent GAILLET - laurent.gaillet(at)univ-eiffle.fr )
Poutre Clerval
Le projet de la poutre de VIPP (Viaduc à travées Indépendantes et à Poutres Précontraintes) de Clerval piloté par le laboratoire d'Autun et cofinancé par l'ASFA, le CEREMA et l'IFSTTAR vise à étudier les défaillances de ce type d’ouvrages, et à vérifier les capacités d’une méthode de réparation/renforcement de plus en plus utilisée dans ce contexte, à savoir le collage de matériaux composites.
Les constructions de type VIPP représentent une catégorie d'ouvrage très répandue dans le patrimoine français et notamment dans le domaine autoroutier. Ces ouvrages ont été largement utilisés entre 1955 et 1970 et connaissent de nombreuses pathologies dues à des problèmes de conception (déficit d'armatures métalliques en raison du manque de connaissance de certains phénomènes mécaniques); à des problèmes de réalisation (absence ou mauvaise étanchéité de la structure, défauts d'injection des gaines de précontrainte) ; mais aussi à des problèmes de choix de matériaux (aciers sensibles à la corrosion fissurante sous tension). En outre, l'évolution croissante du trafic confronte ces ouvrages à une problématique supplémentaire non prise en compte lors de leur réalisation et des solutions de renforcement doivent être mises en place.
Pour les gestionnaires du patrimoine autoroutier, ces besoins impliquent de :
- Pouvoir disposer de méthodes non destructives et de protocoles d'inspection précis de ces ouvrages afin de réévaluer au mieux leurs performances et établir un diagnostic des besoins en réparation et/ou en renforcement,
- Disposer de méthodes de réparation ou de renforcement adaptées et efficaces. On s'attachera dans le cadre de ce projet à étudier l'utilisation de matériaux composites collés qui est aujourd'hui relativement courante. Si de nombreux travaux ont prouvé son efficacité, des interrogations subsistent notamment dans le cadre d'un renforcement d'une structure précontrainte endommagée.
En travaillant sur une poutre de VIPP réelle issue d'un ouvrage réalisé entre 1952 et 1954, l'objectif du projet de recherche Clerval est d'apporter des solutions à ces deux problématiques. Plusieurs méthodes de contrôle sont ainsi été mises en œuvre pour évaluer l'état initial de l'ouvrage et différentes phases d'essais (flexion puis effort tranchant) sont envisagées pour tester les résultats de ces évaluations avant et après renforcement par composites collés. Enfin, les conclusions issues de ces expérimentations seront également comparées aux résultats que l'on peut obtenir à l'aide des méthodes de calcul actuelles avant et après renforcement.
Le laboratoire SMC est intervenu en mettant en œuvre la surveillance acoustique (système CASC 2) pendant les phases d’essai à rupture sur la totalité de la poutre afin de détecter les ruptures de fils de précontrainte et de les localiser, et l’émission acoustique pendant toutes les phases d’essai sur des zones locales d’intérêt prédéfinies afin de suivre la fissuration du béton.
(Contact local : Sylvain CHATAIGNER - sylvain.chataigner(at)univ-eiffel.fr )