Etude et caractérisation par émission acoustique et mesures électrochimiques de la fragilisation par l'hydrogène des câbles de précontrainte : application aux ouvrages d'art

= Study and characterization with acoustic emission and electrochemical measurements of hydrogen embrittlement of prestressing strands : application to structures of civil engineering

• Auteur / Autrice : Marianne Perrin
• Direction : Hassane Idrissi Chbihi Hamzaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire central des Ponts et Chaussées (France ; 1949-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle par émission acoustique

Câbles métalliques

Béton précontraint

Fragilisation par l'hydrogène

Matériaux

Résumé

Il existe aujourd’hui un parc important d’ouvrages d’art vieillissants dont les possibilités de surveillance n’ont pas été prévues dès leur construction ce qui rend leur évaluation difficile. Concernant les ouvrages en béton précontraint, l’une de leurs principales causes de dégradation est la corrosion des câbles de précontrainte en général et leur fragilisation par l’hydrogène en particulier. Dans ce but, l’émission acoustique (EA) peut être une alternative pour l’inspection et le contrôle de ces ouvrages. L’objectif de ce travail est non seulement d’étudier le potentiel de l’EA à détecter l’endommagement des armatures de précontrainte provoqué par fragilisation par l’hydrogène, mais aussi d’examiner l’adaptation de cette technique d’auscultation aux exigences structurelles des ouvrages. En couplant le suivi acoustique à des mesures électrochimiques, la validation de cette technique est réalisée sur des structures de laboratoire à partir d’essais normalisés et accélérés dans un milieu de thiocyanate d’ammonium. Les résultats obtenus montrent que l’EA est performante pour l’étude mécanistique et le contrôle de ce mode de corrosion. Ensuite des essais pilotes sur des structures complexes permettent de se rapprocher d’une auscultation sur ouvrage et également de caractériser les limites de l’EA pour son application in situ.

Today, there is an important amount of ageing structures whose monitoring possibilities have not been planed from their construction. Their evaluation is then difficult. Concerning prestressed concrete bridges, one of their main degradation forms is the corrosion of prestressing strands, which are crucial elements of these structures. The inspection of these bridges need the development of new non destructive testing, like acoustic emission (AE). The objective of this work is dual. Firstly, the potential of AE to detect strands corrosion has to be verify. Then, the accomodation of the monitoring technique to the geometry of bridges is examined. The validation of the technique is realised on laboratory frames, from accelerated corrosion tests with ammonium thiocyanate. Results show that AE is efficient to detect some corrosion mechanisms on laboratory tests. Results are validated by coupling the acoustic monitoring to electrochemical measurements. Then, the transition to more complex structures enables to be close to a bridge monitoring but also to characterize AE limits.