Caractérisation non destructive des structures en béton au moyen des ondes dispersives de Rayleigh et de Lamb

Non-destructive characterization of concrete structures using Rayleigh and lamb dispersive waves

• Auteur / Autrice : Riad Al Wardany
• Direction : Jean-Louis Gallias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Cergy-Pontoise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes acoustiques de surface

Béton -- Défauts

Résumé

Une méthode acoustique de contrôle non destructif du béton est développée. Cette méthode nommée FK, est basée sur l'analyse des ondes de surface (Rayleigh et Lamb) dans le domaine de fréquence-nombre d'onde. Elle fournit le profil de variation de la vitesse de propagation des ondes de cisaillement en fonction de la profondeur. Ceci permet une évaluation rapide et précise des caractéristiques mécaniques du béton ausculté (module d'élasticité, coefficient de Poisson), ainsi qu'une estimation de l'épaisseur d'éventuelles dégradations. Comme l’a montré sa validation sur des maquettes de grandes dimensions, la méthode FK est aussi capable de détecter et de localiser des plans de fissuration parallèles à la surface du béton. Sa mise œuvre in-situ, sur une écluse attaquée par la réaction alcalis-granulat, a permis d'obtenir des images 2D du module d'élasticité du béton et de démontrer ainsi son fort potentiel et sa haute fiabilité pour la caractérisation mécanique des ouvrages endommagés en béton.

A new acoustical non-destructive method has been developed in this study. The method, named FK, is based on the frequency-wavenumber analysis of surface waves (Rayleigh & Lamb). It can accurately provide the variation of the shear wave velocity in concrete with depth. Experiments, conducted on various concrete slabs, have demonstrated the effectiveness of the proposed method to determine thicknesses and elastic properties (Yong’s modulus, Poisson’s ratio) of the near surface degradation. The FK method showed also high potential to detect and locate cracking plans parallel to the concrete surface. An in situ application has also demonstrated the capacity of the FK method to generate 2D images of the concrete Young’s modulus.