Auscultation Pour des Ouvrages Sûrs

Responsables

Géraldine Villain (Ifsttar/MAST/LAMES), Laurent Gaillet (Ifsttar/MAST/SMC) et Benoit Thauvin (CEREMA, ERA 37, St Brieuc)

Enjeux et objectifs

  • Une préoccupation de plus en plus pressante de mieux appréhender le risque structurel  compte tenu notamment de l’âge de construction des ouvrages et une demande sociétale forte vis-à-vis de la sécurité des biens et des personnes
  • Une demande croissante d’auscultations non destructives d’évaluations pour un diagnostic préventif et un pronostic de durée de vie pour une maintenance planifiée sur plusieurs années et une gestion durable.

Pour y répondre, il s’agira de :

  • proposer une approche complète de l’évaluation non destructive des matériaux, étendue à la structure pour améliorer la maintenance et la durabilité ;
  • relier étroitement cette évaluation non destructive aux critères de durabilité et aux paramètres de suivi des dégradations afin de caractériser les matériaux constitutifs très variés des structures (béton, métal,…) ;
  • exploiter les résultats des méthodes ND pour probabiliser certains modèles de durée de vie nécessaires à la mise en œuvre de l’approche performantielle, utile pour établir un diagnostic et un pronostic en terme de dégradation.

Il s’agit de faire progresser les méthodes d’investigation pour le béton, les armatures et les câbles, de développer des méthodes auscultation non destructives destinées à la surveillances des ouvrages d’art en béton armé et précontraint et de comprendre la physique des phénomènes (propagation d’onde dans des matériaux évolutifs) en vue d’évaluer l’état des structures en terme de durabilité des matériaux et leur évolution dans le temps puis d’en comprendre et prédire le comportement à long terme.

Etat de l’art

Les résultats des programmes de recherche du RST, des projets ANR et européens (ACTENA, SENSO, MAREO, APPLET, MIKTI, COST 534,…) et d'opérations de recherche closes seront capitalisés, tout en tenant compte des guides existants décrivant les méthodes non destructives (COFREND, RST, DURATINET, Sustainable Bridges).

Dès le début d’APOS, cet état de l’art sera synthétisé sous la forme d’un tableau de données qui recensera :

  • Les différentes techniques et méthodes non destructives (volume d’investigation et observables),
  • Les mécanismes de dégradation étudiés et leurs caractéristiques (critères, seuils, indicateurs utiles, modèles, cinétiques d’évolution).

Ce tableau sera réactualisé tout au long de l’opération et à l’issue de l’opération APOS en fonction de nos résultats.

En outre, le retour d’expérience terrain et la littérature scientifique et technique permettront de recenser des structures et leurs éléments sensibles vis-à-vis de la durabilité afin de hiérarchiser les priorités d’auscultation et/ou de surveillance de ces structures.

Partenariats

Intégration  des projets nationaux et européens connexes :

  • Projet Européen PCRD TRIMM (2011-2014)
  • Projet Européen PCRD TEAM  (2010-2013)
  • Projet ANR Institut Carnot FilameNDT (2010-2013)
  • Projet C2D2 ACDC (2010-2013)
  • Projet ANR EVADEOS (2011-2015)
  • Projet PIA-ENDE (2014-2017)

Sujets traités

Une organisation de l’opération selon les types de structures, avec comme cibles prioritaires certains types d’ouvrages dits à risque élevé. Chaque thème sera décliné en 1 ou 2 sujets correspondant à des problématiques spécifiques :

Thème 1 : Assemblages métalliques, armatures et câbles

  • Sujet 1 : Assemblages métalliques (H. Marneffe et L. Gaillet)
  • Sujet 2 : Durabilité des câbles et armatures dans le béton (B. Thauvin et V. Bouteiller)

Thème 2 : Béton des structures armées et précontraintes

  • Sujet 3 : Relations entre indicateurs et observables en vue d’obtenir des gradients dans le béton (G. Villain et C. Aubagnac)
  • Sujet 4 : Probabilisation des modèles de durée de vie liés à la dégradation des bétons (A. Soive, M. Thiéry et C. Crémona)
  • Sujet 5 : Evaluation des propriétés mécaniques du béton au jeune âge et sous sollicitation (O. Abraham et C. Boulay)

Thème 3 : Assemblages multi-matériaux

  • Sujet 6 : Assemblages des composites et du bois (S. Chataigner et P. Allègre)

Produits principaux visés

  • SYMECC Système de Mesure de la permittivité par Capteur Capacitif
  • AEMC Auscultation ElectroMagnétique des Câbles
  • Matériel d’auscultation des haubans avec télécommande(s) et PC avec logiciel d'acquisition vidéo
  • Amélioration des techniques existantes (arbalète, courberemètre)
  • Système d’acquisition CND en tunnel (maquette)
  • Construction d'un "mur d'essai multi CND"
  • Rapports annuels de recherche relatifs aux projets intégrés à l’OR
  • Robot pour les mesures radar multi-offset
  • Cahiers des charges  pour les micro- et nano-capteurs immergés
  • Cahier des charges fonctionnel de CDS - volet durabilité
  • Articles scientifiques dans des revues techniques et des revues internationales

Thèses associées

  • Milia Fares (2012-2015) Utilisation des méthodes de mesures non destructives dans la modélisation probabiliste de la durée de vie des ouvrages en béton (G. Villain et M. Thiéry).
  • Xiaoting Xiao (2012-2015) Détermination de gradients de teneur en eau dans les bétons par méthodes électromagnétiques (X. Dérobert et G. Villain)
  • Vincent Métais (2012-2015) L'auscultation ultrasonore des matériaux très hétérogènes (O. Abraham et G. Plantier ESEO)
  • Adam Oumarou (2012-2015) Étude de la solution armatures inox pour les structures en béton (T. Chaussadent, L. Gaillet. V. Bouteiller)
  • Emilie Leprêtre (2013-2016) Augmentation de la durée de vie des structures métalliques par collage de matériaux composites (L. Gaillet, L. Dieng, S. Chataigner)
Profils par radar GPR sur une poutre VIPP au Laboratoire de Saint-Brieuc [B. Thauvin et al. 2011]
Mesures de corrosion sur dalles BA soumises à un marnage accéléré (L. Gaillet et al. projet FUI MAREO)
a) Mesure par radar GPR et teneur en eau
b) Mesure par impact écho et porosité

Relation entre les résultats des mesures non destructives et les indicateurs de durabilité du béton
(Villain G. et al. NDTCE'09, p.343-348)