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Nguyen-Tat, Tam. Application de la technique d'émission acoustique pour évaluer l'endommagement mécanique dans le béton

Nguyen-Tat, Tam (2018). Application de la technique d'émission acoustique pour évaluer l'endommagement mécanique dans le béton.

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Résumé en francais

Dans le béton, la technique d'émission acoustique (AET) est utilisée pour caractériser les différents modes de fractures dans poutres en flexion par la méthode RA (décrite dans les recommandations du comité RILEM TC 212 ACD). D'une part, la RILEM conclut que les signaux d'EA générés à partir du mode de traction (mode I) présentent une amplitude plus faible et une fréquence plus élevée que ceux du mode de cisaillement (mode II). De plus, dans les résultats les plus récents obtenus par des essais de flexion, les auteurs ont conclu que les fissures commencent par le mode d'endommagement I, alors que le mode II apparaît juste avant la rupture finale des éprouvettes. Cependant, aucune règle spécifique pour déterminer les valeurs de RA et AF caractéristiques de chaque type de fissure n'est donnée par la recommandation RILEM. D'autre part, la méthode de classification RA est déterminée par deux paramètres qui sont la valeur RA (temps de montée par amplitude) et la valeur AF (fréquence moyenne) sans tenir compte de la position des capteurs par rapport à l'emplacement des fissures. Dans cette thèse il a été démontré que la distance entre le capteur et la source des événements affecte les deux paramètres RA et AF de façon très significative. Dans cette thèse, différents types d'essais mécaniques (flexion trois points, cisaillement induit en flexion ou en compression et traction axiale) ont été réalisés sur des éprouvettes à base de ciment (béton, mortier et pâte de ciment) pour favoriser le mode traction et/ou cisaillement. Les données brutes d'émission acoustique (AE) ont été filtrées pour éliminer les signaux liés aux différentes sources de bruit. Ensuite, l'algorithme k-means, en tant que méthode d'analyse de reconnaissance de forme (PRA), a été utilisé pour identifier les similitudes dans les signaux enregistrés, essayé de déduire les caractéristiques de la source et classifier les signaux. Le regroupement des résultats par la méthode k-means s'est avéré efficace en fournissant des informations sur RA, AF, temps de montée, durée et énergie absolue (ABEN) liées au mode I et au mode II. Ensuite, deux techniques de classification des dommages ont été proposées, dans lesquelles la méthode RA était appliquée aux signaux filtrés, soit sur la base de l'ensemble des signaux, soit en appliquant une moyenne glissante. L'emplacement de la droite de démarcation entre mode I et mode II a été définie et ainsi la proportion des modes I et II a été spécifiée. Enfin, l'évolution des signaux d'EA par rapport à la distance de déplacement a été clarifiée en menant des expériences sur des blocs de béton et de mortier. La conclusion est que les capteurs qui sont plus éloignés de la source ont reçu des valeurs RA plus élevées que les plus proches. Il est donc possible de faire une mauvaise interprétation de l'origine de signaux RA élevés et de les classer ainsi en mode II, alors qu'ils ont été générés à partir du mode I. En outre, la forme en rafale des signaux d'EA doit être distinguée des autres formes d'onde provenant d'autres sources (vibrations mécaniques dues au système de chargement, bruit électromagnétique, etc.), en particulier lors phases finales des essais. Ces formes d'ondes exceptionnelles ont une valeur RA significativement plus élevée que celles des signaux d'EA, de sorte que les utilisateurs peuvent être induits en erreur en les associant à des dommages dus au cisaillement. En outre, au cours des tests de flexion trois points, sur la base de la variation du module d'élasticité du matériau et de l'énergie AE libérée, la relation entre la variable d'endommagement (calculée par la mécanique) et de l'indice d'endommagement (calculé à partir des résultats d'EA) a été établie. Pour évaluer le degré d'endommagement par rapport au chargement dans les poutres en béton, l'effet Kaiser a été observé et les rapports CALM et LOAD ont été analysés. Enfin afin d'examiner l'influence de l'hétérogénéité du matériau à cause des granulats sur les formes de forme d'onde des signaux AE, des analyses de corrélation croisée ont été effectuées sur des signaux associées à un même événement. En conclusion, bien que provenant du même événement, les formes d'onde des signaux obtenues par différents capteurs placés à des distances différentes n'étaient pas comparables et ceci quel que soit le niveau d'hétérogénéité du matériau (béton, mortier ou pâte de ciment). De plus, il a été à nouveau démontré que les capteurs les plus éloignés produisent une valeur RA plus élevée que les plus proches.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Balayssac, Jean-Paul
Ranaïvomanana, Narintsoa
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Emission acoustique - Béton - Mortier - Pâte de ciment - Flexion - Cisaillement - Traction axiale - Filtration - Méthode RA - Modes d'endommagement - Mode I - Mode II - Corrélation croisée - Dommages - Dommages indice - Rapport de Calm - Rapport de Load - K-means algorithme
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :04 Dec 2018 09:34