Essaie Non Destructifs [PDF]

Zitiervorschau

INTRODUCTION Les essais non destructifs consistent à prendre des mesures qui n’endommagent pas les constructions, Ils représentent des méthodes de reconnaissance couramment appliquées aux structures de bâtiments ; visant à contrôler la qualité de la construction et de mesurer les caractéristiques des matériaux ; ces essais sont rapides et faciles à mettre en œuvre ; on les utilise dans plusieurs domaines différents (les industries de production, médical, génie civil…) Il existe différents types d’essai non destructif tel que l’essai au scléromètre, essai d’auscultation sonique, méthode combinée... L'essai non destructif du béton est de grande importance scientifique et pratique. Une gamme d’essais non destructifs in-situ, a été développée, par tant de chercheurs dans ce domaine : Le premier essai non destructif à été réalisé par WILLIAMS EN (1936), en suite et pendant le développement de domaine de construction, ERNEST SCHMILT (1948), JONES (1962), WHITEHURST (1966), MALHOTRA (1976) a présenté une enquête complète de littérature sur les méthodes non destructives normalement utilisées pour l'essai et l'évaluation du béton, BUNGEY (1982). Au milieu des années soixante SKRAMTAEV ET LESHCHINSKY (1966) ont proposé pour la première fois l'utilisation de deux méthodes non destructifs ensembles, et le travail le plus fondamental à ce sujet a été présenté par FACAOARU (1969). Dans les lignes suivantes, on va commencer à parler d’essais non destructif, son but d’utilisation, les domaines d’applications etc., ensuite on touchera les points relatifs à différents types d’essais, enfin, on va terminer en parlant de quelques instruments mesures utilisées pour le suivi et la recherche de fissures dans les éléments en béton.

CHAP I  : Essais non destructifs I.1 Définition Comme son nom l’indique ce sont des essaies effectués sur une pièce sans qu’il ait détérioration, destruction de la pièce. Les essais non destructifs sont pratiques in situ, consistent à prendre des mesures qui n’endommagent pas les constructions, et permettent également de contrôler les performances

mécaniques du béton. Ils représentent des méthodes de reconnaissance couramment appliquées aux structures de bâtiments. Contrairement aux essaie destructifs qui consistent à faire subir une détérioration a la pièce et créant ainsi une déformation irréversible. I.1.1Le but d’utilisation des essais non destructifs Les essais non destructifs visent à contrôler la qualité de la construction et mesurer de façon indirecte les caractéristiques des matériaux à savoir : La résistance L’homogénéité La porosité I.1.2 Quand utiliser les essais non destructifs ? • pendant la fabrication Contrôle Matière Suivi de Process (chaîne de production) Recette • pendant l’utilisation Suivi Réglementaire Expertise Maintenance La durabilité I.2Le secteur d’application des essais non destructif Les essais interviennent dans plusieurs domaines en raison de leurs apports en termes de qualité à savoir :  Industries de production  Industries du transport  Industries Agroalimentaire

   

Industries énergétiques Industries du bois et du papier Médical Génie Civil - Ponts & Chaussées Béton, béton armé, bâtiments divers, centrales nucléaires, Etat des routes, des ponts, des pistes d’atterrissage  Etc. …… Les essais non destructifs présentent les avantages suivants :  La performance ou l’état de la structure n’est pas modifié.  La possibilité de suivre le changement des propriétés du béton dans le temps.  Une progression plus rapide et plus économique.  Une plus grande sécurité.

CHAP II TYPES D’ESSAI NON DESTRUCTIFS Il existe plusieurs types d’essai dont on peut citer  Essai au scléromètre  Essai d’auscultation dynamique

II.1Essai au scléromètre C’est un essaie effectue par un appareil appelé scléromètre qui est composé d’une masselotte chargée par un ressort, qui est projetée sur une tige métallique en contact avec la surface du béton. L’essai au scléromètre consiste à projeter cette masse sur la surface du béton avec une énergie initiale constante. Suite au choc, une partie de l’énergie est absorbée par le béton, l’autre partie provoque le rebondissement de la masse. L’énergie d’impact est produite par un système de ressorts dont l’amplitude du mouvement de recul est fonction de L’énergie de recul ; Caractéristiques des systèmes de ressorts, La mesure de la dureté au choc permet d’évaluer la résistance d’un béton de manière non destructive. Cette méthode est intéressante en raison de sa simplicité ; elle permet de faire rapidement des contrôles de régularité des bétons d’un ouvrage.

Photo de scléromètre

II 1.1Le Principe Le principe de l’essai au scléromètre consiste a presser l’appareil contre la surface a tester jusqu’au déclenchement de la percussion de la masselotte sur la tige. Il est à noter que le rebond de la tige dépend de la dureté de la surface soumise à l’essai. Dans l’essai au scléromètre une masse approximative de 1.8 kg montée sur un ressort a une quantité potentielle fixe d’énergie qui lui est transmise par un ressort tendu à partir d’une position fixe, ce que l’on obtient en pressant la tête du marteau contre la surface du béton mis à l’essai. Lors de son relâchement, la masse rebondit depuis la tête, toujours en contact avec la surface du béton et la distance qu’elle parcourt, exprimée en pourcentage de l’extension initiale du ressort est appelée l’indice de rebondissement. Cet indice est indiqué par un curseur qui se déplace le long d’une règle graduée. Quelques modèles de scléromètres impriment le relevé des résultats sur un rouleau de papier paraffiné. L’indice de rebondissement est une mesure arbitraire, car elle dépend de l’énergie emmagasinée par le ressort et de la dimension de la masse ,

II1.2Le

mode opératoire

a) La préparation de la surface Les surfaces de béton testées doivent être brutes, l’enduit (ou la peinture) doit être éliminé ainsi que les couches de laitance et les particules étrangères qui seront poncées. Les zones présentant des nids de graviers des écaillages, une texture grossière, une porosité élevée, des armatures exposés doivent être évitées. Au moment de l’utilisation, l’appareil doit être positionné horizontalement car il est étalonné pour fonctionner dans cette position. Dans le cas d’utilisation sur des surfaces inclinées, il est nécessaire de faire une correction

b) La prise de mesure La surface de mesure doit être divisée en zones de 400 cm² au moins, et structurée en une grille de points de mesure ayant pour espacement d = 30 50 mm Les points de mesures extrêmes doivent être au moins à 30 mm des bords de la surface testée.

Grille de mesure sur ouvrage Effectuer au moins 10 mesures successives dans la même zone. La surface de cette zone est équivalente à celle d’un carré d’environ 25 cm de côté. Au cours

de ces mesures, il convient de ne pas effectuer l’essai à moins de 3 à 4 cm des bords de l’élément testé. II.1.3AVANTAGES DE L’ESSAI AU SCLEROMETRE L’essai au scléromètre présente son avantage en qui est de la facilité de pouvoir déterminer les différentes caractéristiques du béton notamment l’homogénéité du béton dans une structure ou lors de la confection d’éléments préfabriques NEVILLE (2000), et du fait qu’il est facilement portatif, ce qui fait que son utilisation soit simple. C’est une méthode peu coûteuse, simple et rapide. FELDMAN (1977). II.1.4 INCOVENIENT DE L’ESSAI AU SCLEROMETRE Bien que l’essai au scléromètre soit utile, il ne constitue pas une mesure fiable de la résistance du béton compte tenu des paramètres influents la précision de détermination de cette résistance.

CHAP  : III ESSAI D’AUSCULTATION DYNAMIQUE Connu sous le nom d’essai aux ultrasons, cet essai permet de déterminer la vitesse de propagation d’ondes longitudinales (de compression) à travers un élément en béton. Le principe de la méthode consiste à mesurer le temps mis par une onde à parcourir une distance donnée.

III.1PRINCIPE  Le principe de l’essai consiste à mesurer la vitesse du son à l’intérieur du béton ; cette vitesse est d’autant plus élevée que le béton a un module d’élasticité plus important, donc à priori une résistance plus importante. On produit un train d’impulsion de vibration au moyen d’un émetteur appliqué sur l’une des faces de l’élément à contrôler. Après avoir franchi une longueur de parcours (L) dans le béton, l’impulsion de vibration est convertie en un signal électrique à l’aide d’un récepteur et la base de temps électronique permet de mesurer le temps de propagation des ondes ultrasonores t. L’appareil comprend les accessoires suivants : - Un générateur d’impulsions électriques,

- Paire de transducteurs, - Un amplificateur, - Un dispositif électronique de mesure de temps permettant de mesurer la durée écoulée entre le départ d’une impulsion générée par le transducteur ; émetteur et son arrivée au transducteur ; récepteur, - Un barreau de calibrage est fourni pour permettre d’obtenir une ligne de référence du mesurage de la vitesse.

ESSAI ULTRASONIQUE

1- Préparation de l’éprouvette Pour qu’il y ait un contact parfait entre le béton et les transducteurs, il est recommandé d’employer un matériau intermédiaire entre les deux et en prenant soin de vérifier que l ‘appareil est bien appliqué contre la surface à tester. Les matériaux d’interposition sont la vaseline, un savon liquide ou une pâte constituée de Kaolin et de glycérol. Lorsque la surface de béton est très rugueuse, il est nécessaire de poncer et d’égaliser la partie de la surface où le transducteur sera fixé. 2- Point de mesure Le nombre de points de mesures dépend des dimensions de l’ouvrage testé. Pour un grand panneau (dalle, voile, radier, …) les points de mesures sont situés aux intersections d’un quadrillage d’une maille de 0.5 m, le cas des petits éléments (poteaux, poutres…) les mesures se font en six points.

3- Disposition du transducteur Il est possible de mesurer la vitesse de propagation du son en plaçant les deux transducteurs sur des faces opposées « Transmission directe », sur des faces adjacentes « Transmission semi-directe » ou sur la même face « Transmission indirecte ou transmission de surface » en cas de structure ou d’éprouvette de béton. • Expression des résultats La vitesse de propagation du son à travers le béton est déterminée par la formule suivante : L

V= T Où :

V : est la vitesse de propagation du son, en km/s ; L : est la longueur de parcours, en mm ; T : est le temps que met l’impulsion pour parcourir la longueur, en µs. • Classification du béton d’après la vitesse du sol CHAP IV LE SUIVI ET LA RECHERCHE DES FISSURES Les bétons tout comme d’autres matériaux possèdent certaines caractéristiques qui les rendent sensibles à différents phénomènes naturels notamment la sècheresse, qui pourrait aller jusqu'à engendrer une déformation qui se traduit par une présence des fissures qui évoluera au cours du temps. 

Pour mesurer les fissures et suivre leur évolution dans le temps, il existe plusieurs instruments dont : 1) LES Fissuromètres

Instruments de mesure qui consistent à assurer la surveillance de l’activité de fissure sur les éléments en bétons. Ils se diversifient par plusieurs types à savoir : 2)Fissurometre a plurinno Quelles sont les caractéristiques du fissuromètre PLURINNO ? Le fissuromètre PLURINNO se compose de trois petites plaques articulées accompagnant le déplacement de deux plots fixés de part et d’autre de la fissure. Ces plots sont fixés sur le mur par collage (un tube de gel cyanoacrylate est fourni avec l’appareil) ou bien au moyen de vis (un trou à travers les plots peut recevoir une vis de diamètre 4,5 mm). La pose est très simple, le collage ne demandant que 10 à 15 secondes. Les trois plaques articulées forment deux triangles homothétiques, ce qui détermine l’agrandissement du déplacement des deux plots.

Photo Fussomètre plurinno

3)Fussomètre grad

ue

Il permet de lire à plusieurs dates sur les graduations l’ouverture progressive de la fissure au cours de son évolution dans le temps. CONCLUSION Les essais non destructifs sont d’une importance capitale dans le monde en plein évolution notamment dans de construction car ils peuvent être appliqués au même endroit ou presque, ce qui permet de suivre les changements des propriétés du béton dans le temps ; avec divers avantages comme la performance ou l’apparence de la structure n’est pas modifiée ; la possibilité de suivre le changement des propriétés du béton dans le temps ; une plus grande sécurité, et une meilleure planification de la construction ; une progression plus rapide et

plus économique. Nous remarquons que les essais non destructifs représentent des apports indispensables dans tous les domaines ce qui contribue justement au bien-être de l’humanité.

BIBLIOGRAPHIE  J P TROTIGNOM. precis chantier. Edition nathan,1999  Cours Essais non destructifs, o Université de Biskra  Cours Essais non destructifs, o Université saad dahleb-blida

Thème : ESSAIS NOM DESTRUCTIFS (Recherche et suivi des fissures dans les bétons).

Réalisé par : IRERA Ascension Issabbre Hamadoun Faculté : Génie civil

Section B2