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
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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
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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
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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
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