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Badr, Joanna. Conception et validation d'un capteur noyé de résistivité électrique en vue du suivi des profils de teneur en eau dans les bétons

Badr, Joanna (2019). Conception et validation d'un capteur noyé de résistivité électrique en vue du suivi des profils de teneur en eau dans les bétons.

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Résumé en francais

La résistivité électrique est un paramètre sensible à différentes propriétés du béton, dont la teneur en eau qui est l'un des principaux indicateurs gouvernant sa durabilité. Dans cette étude, la problématique du suivi du profil de teneur en eau du béton sur toute son épaisseur est abordée en utilisant une méthode électrique à courant continu comme méthode de mesure. Cette problématique revêt une grande importance pour les structures de stockage en béton utilisées pour les déchets radioactifs et pour les applications nécessitant une résolution spatiale centimétrique de la mesure du profil de teneur en eau sur une grande épaisseur. L'objectif de cette thèse est de concevoir et de réaliser des capteurs multi-électrodes noyés dans des structures en béton pour évaluer le profil de résistivité dans leur épaisseur afin de remonter au profil de teneur en eau. L'étude porte sur la conception de deux capteurs (Echelle et Anneau) sous la forme de circuits imprimés, ce qui présente plusieurs avantages, en particulier la précision géométrique et la limitation de l'encombrement des câblages afin d'une part d'augmenter la durabilité des capteurs et d'autre part de réduire leur caractère invasif. Différentes configurations de mesure sont analysées et comparées. Une modélisation numérique de la réponse électrique des capteurs et de leur capacité à évaluer un profil de résistivité imposé est réalisée ainsi que l'influence des armatures métalliques sur la réponse des capteurs placés au centre de la maille d'armature. Des validations expérimentales à la fois dans des solutions salines de conductivité connue et sur des échantillons de béton soumis au séchage sont également mises en œuvre. Les résultats démontrent la capacité des capteurs à évaluer les profils de résistivité dans le béton avec une résolution centimétrique. Pour changer d'échelle et s'approcher des conditions de mesure sur des structures réelles, les capteurs sont intégrés dans deux dalles de béton armé de 30 cm d'épaisseur instrumentées par d'autres capteurs afin de comparer les résultats. Enfin, une calibration des mesures est réalisée pour remonter au profil de teneur en eau en tenant compte de la température. Les profils de degré de saturation obtenus avec les capteurs innovants développés dans cette thèse sont encadrés par les profils obtenus par des mesures de référence (capteurs thermohygrométriques THR et gammadensimétrie) et donnent des résultats cohérents avec l'évolution due au séchage du béton.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Balayssac, Jean-Paul
Villain, Géraldine
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Capteurs noyés - Teneur en eau - Monitoring - Résistivité électrique - Structures en béton armé - Modélisation par éléments finis
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :13 Feb 2020 16:27